Установка для хранения нефти и нефтепродуктов Советский патент 1982 года по МПК B65D90/32 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Изобретение относится к хранению нефти и нефтепродуктов и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтехимической и химической промышленности, а также в других отраслях, связанных с хранением легкоиспаряющихся и токсичных продуктов. Известны установки для хранения нефти и нефтепродуктов, содержащие устройства для улавливания их паров путем конденсации на теплообменных трубчатых поверхностях, располагаемых на резервуарах или внутри его, или вне резервуаров. В качестве охлаждающей жидкости, подаваемой в межтрубное пространство теплообменника, используют или специальный хладагент или продукт с нижней части резервуара . Недостатком таких установок является отсутствие испарительного устройства, которое обеспечивало бы заполнение парами пространства в резервуаре при сливе из него продукта. В этих установках при сливе засасывается воздух, который при наливе продуктов удаляется в атмосферу с парами продукта, так как температура и давление, а также величины теплообменной поверхности не могут обеспечить и эффективной конденсации паров продукта из парсвоздущной смеси (наличие инертной части - воздуха в смеси - резко снижает коэффициенты теплоотдачи). Кроме того, некоторые установки снабжены специальными холодильными установками, требующими квалифицированного обслуживания. Известна установка, содержащая резервуар для легкоиспаряющихся продуктов, снабженный газосборником, в частности. с гофрированной боковой поверхностью, раз.мещенными между газосборником и резервуаром клапанами давления и вакуума и клапаном, соединяющим его с атмосферой для поддержания атмосферного давления, необходимого при сливе 7. Недостатком установки является на.пичие многих клапанов, требуюндих тонкой регулировки на различные давления, надежность работы которых трудно обеспечить в условиях эксплуатации резервуаров. Поскольку весь.ма затруднительно naioтовить легкоподвижную констрхкц.мю гофрированного газосборника, то при его заполнении должны возникать относительно большие давления, требующие упрочнения резервуара и газосборника. Кроме того, установка предусматривает систематическое поступление в резервуар воздуха при сливе, при выходе которого неизбежны потери паров хранимого продукта. Известна установка, использующая для целей улавливания паров эжектор, вход которого соединен с паровой зоной резервуара, а выход - с атмосферой через каплеотбойник. В качестве рабочей жидкости используют продукт, подаваемый насосом в эжектор с нижней части резервуара 8. Однако отсутствие испарительного устройства обуславливает попадание воздуха в резервуар при сливе из него продукта, а также неизбежные потери паров, так как эжектор позволяет утилизировать только часть их из паровоздушной смеси. Известна установка для хранения нефти и нефтепродуктов, включающая по меньшей мере один резервуар с разбрызгиваюшим и отсасываюшим приспособлениями и клапанами для подачи конденсата и отвода паров и соединенные между собой насос, эжектор и емкость для конденсата, трубопроводы с запорной арматурой, сигнализаторы напора и тяги 9. Недостатками установки являются размещение отсасывающего и разбрызгивающего приспособлений внутри резервуаров по всей его высоте, что, кроме уменьшения полезного объема, требует значительной реконструкции существующих атмосферных резервуаров, сложная система регулирования переключения больщого числа запорной арматуры и отсутствие утилизирующего устройства для вывода паровоздушной смеси вне резервуаров. Известна также установка, содержащая по крайней мере один резервуар с вертикальной трубой переменного сечения, сообщенной открытыми концами с атмосферой и резервуаром у ее дна, а также с выходом эжектора, в который подается часть из поступающего в резервуар продукта, при этом вход эжектора сообщен с паровоздушным пространством резервуара Ю. Однако исключение самостоятельного циркуляционного насоса из установки требует дополнительного увеличения напора насоса, перекачивающего нефть, или нефтепродукты, для обеспечения нормальной работы эжектора, испытывающего в этой установке противодавление в виде столба продукта в резервуаре. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является установка для хранения нефти и нефтепродуктов, включающая по меньщей мере один резервуар с сигнализаторами напо{)а и тяги, трубопровод с трехходовым краном и устройство для конденсации паров нефтепродуктов, содержащее емкость для конденсата, эжекторы с соплами кольцевого сечения, размещенные в кожухе, смонтированном в верхней части корпуса с крыщкой, сопряженного с емкостью для конденсата, и циркуляционный контур с насосом для подачи конденсата в межэжекционное пространство 11. Недостатками установки являются наличие клапанного устройства, необходимость заполнять конденсатом трубопроводы при разбрызгивании его для испарения, необходимость координации работы двух трехходовых кранов. Цель изобретения - ускорение процессов конденсации и испарения при наливе и сливе и достижение тем самым снижения потерь нефтепродуктов и сохранения прочности резервуара, при этом также достигается повышение эксплуатационной надежности за счет упрощения схемы установки. Эта цель достигается тем, что установка, включающая по меньшей мере один резервуар с сигнализаторами напора и тяги, трубопровод с .трехходовым краном и устройство для конденсации паров нефтепродуктов, содержащее емкость для конденсата, эжекторы с соплами кольцевого сечения, размещенные в кожухе, смонтированном в верхней части корпуса с крышкой, сопряженного с емкостью для конденсата, и циркуляционный контур с насосом для подачи конденсата в межэжекционное пространство, снабжена соединенным через трехходовой кран с устройством для конденсации паров испарительно-конденсационным устройством, корпус которого сопряжен с емкостью для конденсата и содержит в нижней части кожух с инжекторами, выполненными аналогично эжекторам, а в верхней - крыщку, при этом межинжекционное пространство - кожуха соединено с выходом насоса, емкость для конденсата снабжена теплопередающими элементами заглубленными в грунт, а пространства над кожухами соединены с нижней частью емкости для конденсата с помощью труб, На фиг. 1 изображена схема установки в положении налива нефтепродуктов в резервуаре, разрез; на фиг. 2 - трехходовой кран в положении слива нефтепродуктов из резервуара; на фиг. 3 - часть кожуха с инжекторами испарительно-конденсационного устройства, разрез; на фиг. 4 - часть кожуха с эжекторами устройства для конденсации паров нефтепродуктов, разрез. Установка состоит по меньшей мере из одного атмосферного резервуара 1 с сигнализаторами 2 и 3 напора и тяги, теплоизолированных газораспределительных трубопроводов 4, устройства 5 для конденсации и испарительно-конденсационного устройства 6, имеющих корпуса 7 с крышками 8, сопряженными с теплоизолированной общей емкостью 9 для конденсата, снабженной теплопередающими элементами 10, заглубленными в грунт. Устройства 5 и 6 соответственно в верхней и нижней части корпусов. имеют кожухи 11, в которых собраны эжекторы и инжекторы 12, имеющие одинаковое конструктивное выполнение, но развернутые на 180° относительно один другого. Инжекторы и эжекторы заключены между двумя рещетками 13 и обечайкой 14, снабженной патрубком 15 для поступления конденсата. Каждый эжектор и инжектор состоит из трубы-корпуса, объединяющего в себе камеру 16 смещения и сопла 17, которые с помощью патрубка 18 образуют кольцевое выходное сечение. Сопла трубками 19 сообщены с межэжекционным 20 и межинжекционным 21 пространствами. Пространства над кожухами 11 устройств 5 и 6 трубами 22 сообщены с нижней частью емкости 9 для конденсата. Трубы 22 несколько выступают над решетками 13, а на конце трубы в устройстве 5 дополнительно установлено разбрызгивающее сопло (не показано). Устройства 5 и 6 соединены с газораспределительным трубопроводом 4 посредством труб 24 и 25 трехходовым краном 26. Трубопровод 25 снабжен патрубком с клапаном 27. Межэжекционное 20 и межинжекционное 21 пространства устройств 5 и 6. через патрубок 15 трубопроводами 28, 29 и 30 сообщены с выкидом насоса 31, который в свою очередь соединен со стороны всоса с емкостью 9. Установка призвана поддерживать в резервуарах атмосферное давление в установленных пределах, исключая потери углеводородов и попадание в них воздуха из атмосферы. Выход давления за установленные пределы происходит как при заполнении и сливе нефти и нефтепродуктов из резервуаров, так и при изменении температуры в их газовом пространстве в зависимости от погодно-климатических условий. Так, при повышении давления в гаЗОБОМ пространстве выще установленного, когда газораспределительные трубопроводы 4 не могут уравнять давление, сигнализатор 2 напора передает сигнал исполнительному механизму (не показан) на включение насоса 31 и установление трехходового крана 26 из нейтрального положения (не показано) в положение, изображенное на фиг. 1. Насос 31 забирает холодный конденсат из емкости 9 и по трубопроводам 30, 29 и 28 подает его в межэжекционное 20 и межинжекционное 21 пространства кожухов 11, из которых через патрубок 15 конденсат распределяется по соплам эжекторов и инжекторов. Эжекторы устройства 5 для конденсации начинают интенсивно отсасывать пары в первую очередь из резервуара с повышенным давлением. При этом как в эжекторах, так и в емкости происходит конденсация паров. Сопло с кольцевым выходным сечением обеспечивает высокие объемные коэффициенты инжекции как за счет кольцевой струи рабочей жидкости-конденсата, так и за счет «работы наружной и внутренней поверхностей струй (полость патрубка 18 открыта с обоих концов). Поскольку одновременно работают инжекторы кожуха 11 устройства 6, то несконденсированные пары и инертные газы (выделивщиеся из продукта, и воздух, подсасываемый через неплотности) отсасываются ими и нагнетаются в замкнутое пространство над кожухом И (трехходовой кран 26 закрыт). Создаваемое давление (величина которого определяется в зависимости от вида нефтепродукта) способствует лучшей конденсации паров. Неконденсирующиеся газы после каплеотбойника 23 могут выводиться через клапан 27 вне установки. Образующийся конденсат над кожухом II устройства 6 стекает в емкость 9 по трубе 22. Над кожухом 11 могут создаваться значительные давления, поскольку инжекторы работают под некоторым подпором со стороны емкости, который может создаваться эжекторами. Теплопередающие элементы в комплексе с теплоизолированной емкостью обеспечивают относительно устойчивую температуру конденсата вне зависимости от погодных условий. После снижения давления в газовом пространстве резервуара до установленного насос отключается, и трехходовой кран 26 устанавливается в нейтральное положение. При снижении давления в каком-либо резервуаре ниже установленного предела, когда газораспределительные трубопроводы 4 не могут его уравнять, сигнализатор 3 тяги через исполнительный механизм (не показан) включает насос 31 и устанавливает трехходовой кран 26 в положение, изображенное на фиг. 2. Инжекторы начинают разбрызгивать конденсат и подавать пары в сторону резервуара. При этом за счет снижения давления в емкости создаются благоприятные условия для испарения, Одновременно эжекторы устройства 5 разбрызгивают конденсат в сторону емкости, обеспечивая лучшее испарение капель конденсата в зоне пониженного давления емкости. Кроме того, в пространстве над кижухом 11 устройства 5 создается пониженное давление, поскольку кран 26 закрыт, и в данное пространство через трубу 22 подсасывается и разбрызгивается конденсат из емкости. Образующиеся пары подаются эжекторами в емкость, и несконденсированная часть их отсасывается инжекторами и нагнетается через трубопроводы 4 в резервуар с пониженным давлением. После достижения установленного предела давления в резервуаре насос 31 отключается, а кран 26 возвращается в нейтральное положение,j Для надежной работы установки в емкость 9 загружается конденсат наиболее легких фракций нефтепродукта. При этом в ряде случаев одновременно может загружаться до определенного уровня в емкости и водяной конденсат, используемый уже только как рабочая жидкость для создания, разряжения и давления. В этом случае труба 22 устройства 5 опущена нижним концом .только в верхний слой конденсата нефтепродукта, уровень которого в емкости поддерживается регулятором уровня (не показан), сблокированного с дополнительными насосом и емкостью для конденсата-нефтепродукта (не показаны). Изобретение позволяет обеспечить герметизацию резервуара с учетом экстремальных состояний при наливе и сливе нефти и нефтепродуктов и резко сократить потери углеводородов. Предлагаемая установка может быть использована для широко распространенных в настоящее время атмосферных резервуаров. При этом необходимо обеспечить только более надежную их герметизацию без какойлибо дополнительной реконструкции. Установка предполагает использование выпускаемых отечественной промышленностью приборов (сигнализаторов напора и тяги) и оборудования (насосов). Формула изобретения Установка для хранения нефти и нефтепродуктов, включающая по меньшей мере один резервуар с сигнализаторами напора и тяги, трубопровод с трехходовым краном и устройство для конденсации паров нефтепродуктов, содержащее емкость для конденсата, эжекторы с соплами кольцевого сечения, размещенные в кожухе, смонтированном в верхней части корпуса с крыщкой, сопряженного с емкостью для конденсата, и циркуляционный контур с насосом для подачи конденсата в межэжекционное пространство, отличающаяся тем, что, с целью ускорения процессов конденсации и испарения при наливе и сливе и достижения тем самым снижения потерь нефтепродуктов и сохранения прочности резервуара, она снабжена соединенны. через трехходовой кран с устройством для конденсации паров испарительно-конденсационным устройством, корпус которого сопряжен с емкостью для конденсата и содержит в нижней части кожух с инжекторами, выполненными аналогично эжекторам, а в верхней - крыщку, при этом межинжекционное пространство кожуха соединено с выходом насоса, емкость для конденсата снабжена теплопередающими элементами, заглубленными в грунт, а пространства над кожухами соединены с нижней частью емкости с помощью труб. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент СССР № 16224, кл. F 28 В 1/02, 1927. 2.Авторское свидетельство СССР № 80759,кл. В 65 D 87/00, 1949. 3.Авторское свидетельство СССР № 88028, кл. В 65 D 87/00, 1949. 4.Иванов В. А., Титков В. И., ПрутяноБ 3. С., Банникова С. В., Панов Ю. С. Современное состояние и тенденции развития транспорта и хранения нефти и нефтепродуктов в США. М., ЦНИИТЭнефтегаз, 1964, с. 86-87. 5.Авторское свидетельство СССР № 709465, кл. В 65 D 87/32, 1973. 6.Авторское свидетельство СССР № 613962, кл. В 65 D 87/26, 1976. 7.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2928999/28-13, кл. В 65 D 88/18, 02.04.80. 8.Патент США № 3778969, кл. 55-55, 1973. 9.Авторское свидетельство СССР № 574362, кл. В 65 D 87/26, 1974. 10.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2797103/28-13, кл. В 65 D 88/08. 1979. 11.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2784844/28-13, кл. В 65 D 90/32, 1979 (прототип).

/J 7J 16

/ 2

фуг.д

W

F /tf

Фг/г.