Установка для хранения нефти и нефтепродуктов

АНИЕ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-вупубликовано 23.02.8 юллетень евам Дата опубликования описания 28.0 Венюков, ондратье. М. Губайдуллин, Л. Гилязитдинов, В. Ф Ведерников и А.А но-.:-.ьй" имский нефтяной инс тут и Всесоюзнъщ ца ут углеводородного сы 1) Заявитель ФТ УСТАНОВКА ДЛЯ ХРАНЕНИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ исследовательский инсти 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 поверх О ностях, 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 11 - йНедостатком таких установок является отсутствие испарительного устройства, которое обеспечивало бы заполнение ларами пространства в резервуаре при сливе изго 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 теплообменнойповерхности не могут обеспечить и эффективной конденсации паров продукта из паровоздушной смеси (наличие инертной части - воздуха в смеси - резко снижает коэф.фициенты теплоотдачн).Кроме того, некоторыс установки снабжены специальными холоднльнымп установками, требующими квалифицированногообслуживания,Известна установка, содержащая резервуар для легкоиспаряющихся продуктов,снабженный газосборн иком, в частност,с гофрирован ной боковой поверх ностью,размещенными между газосборннком и резервуаром клапанами давления и вакуумаи клапаном, соединяющим его с атмосферой для поддержания атмосферного давления, необходимого при сливе 7.Недостатком установки является наличие многих клапанов, требующих тонкойрегулировки на различные давления, 3 дежность работы которых трх дно обеспечить в условиях эксплуатации резсрвуаров.Поскольк Весьма затрхднитсльно изготовить легкоподвижную конструкцию гофрп 906822рованного газосборника, то при его заполнении должны возникать относительно большие давления, требующие упрочнения резервуара и газосборника. Кроме того, установка предусматривает систематическоепоступление в резервуар воздуха при сливе, при выходе которого неизбежны потери паров хранимого продукта,Известна установка, использующая для целей улавливания паров эжектор, входкоторого соединен с паровой зоной резервуара, а выход - с атмосферой через кап. 6леотбойник. В качестве рабочей жидкостииспользуют 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, таккак эжектор позволяет утилизировать только часть их из паровоздушной смеси,Известна установка для хранения нефтии нефтепродуктов, включающая по меньшей мере один резервуар с разбрызгивающим и отсасывающим приспособлениями иклапанами для подачи конденсата и отводапаров и соединенные между собой насос,эжектор и емкость для конденсата, трубопроводы с запорной арматурой, сигнализаторынапора и тяги 9).Недостатками установки являются размещение отсасывающего и разбрызгивающего приспособлений внутри резервуаровпо всей его высоте, что, кроме уменьшения полезного объема, требует значительной реконструкции существующих атмосферных резервуаров, сложная система регулирования переключения большого числа запорной арматуры и отсутствие утилизирую 35щего устройства для вывода паровоздуш.ной смеси вне резервуаров.Известна также установка, содержащаяпо крайней мере один резервуар с вертикальной трубой переменного сечения, сообщенной открытыми концами с атмосферой 40и резервуаром у ее дна, а также с выходом эжектора, в который подается часть изпост пающего в резервуар продукта, приэтом вход эжектора сообщен с паровоздушным пространством резервуара 10) .45Однако исключение самостоятельногоциркуляционного насоса из установки требует дополнительного увеличения напоранасоса, перекачивающего нефть, или нефтепродукты, для обеспечения нормальнойработы эжектора, испытывающего в этой ЮОустановке противодавление в виде столбапродукта в резервуаре. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому ре. зультату является установка для хранения35 нефти и нефтепродуктов, включающая по меньшей мере один резервуар с сигнализаторами иапоа 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 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 - крышку, 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 зжекторами устройства для конденсации паров нефтепродуктов, разрез.Установка состоит по меньшей мере из одного атмосферного резервуара 1 с сигнализаторами 2 и 3 напора и тяги, тепло- изолированных 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 5 соответственно в верхней и нижней части корпусов . 7 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 решетками 13 и обечайкой 14, снабженной патрубком 15 для поступления конденсата. Каждый эжектор и инжектор состоит из трубы-корпуса, объединяющего в себе камеру 16 смешения 15 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 сообще ны 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 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 межинжекцио нное 21 пространства устройств 5 и 6, через З 0 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 40 из резервуаров, так и при изменении температуры в их газовом пространстве в зависимости от погодно-климатических условий. Так, при повышении давления в газовом пространстве выше установленного, когда газораспределительные трубопрово ды 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 на50 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 55 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 (выделившиеся из продукта, и воздух, подсасываемый через неплотности) отсасываются ими и нагнетаются в замкнутое пространство над кожухом 11 (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 11 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 (ие показан) включает насос 31 и устанавливает трехходовой кран 26 в положение, изоораженное 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 к,г жухом 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. Последостижения установленного предела давления в резервуаре насос 31 отключается, а кран 26 возвращается в нейтральное положение,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 какой- либо дополнительной реконструкции. Установка предполагает использование выпускаемых отечественной промышленностью приборов (сигнализаторов напора и тяги) и оборудования (насосов). Формула изобретенияУстановка 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 крышкой, 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 достижениятем самым снижения потерь нефтепродуктов и сохранения прочности резервуара,она снабжена соединенным через трехходовой кран с устройством для конденсации паров испарительно-конденсационнымустройством, корпус которого сопряжен семкостью для конденсата и содержит внижней части кожух с инжекторами, выполненными аналогично эжекторам, а в верхней - крышку, при этом межинжекционноепространство кожуха соединено с выходомнасоса, емкость для конденсата снабженатеплопередающими элементами, заглублен.ными в грунт, а пространства над кожухами соединены с нижней частью емкостис помощью труб.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СССРд16224, кл, Г 28 В 1/02, 1927,2. Авторское свидетельство СССР80759,кл. В 65 Р 87/00, 1949.3. Авторское свидетельство СССР88028, кл. В 65 Р 87/00, 1949.4, Иванов В. А., Титков В. И., Прутянов 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 СССР709465, кл. В 65 Р 87/32, 1973.6. Авторское свидетельство СССР613962, кл. В 65 Р 87/26, 1976.7. Авторское свидетельство СССР по заявке2928999/28-13, кл. В 65 Р 88/18,02.04,80.8. Патент США3778969, кл. 55 - 55,1973.9. Авторское свидетельство СССР574362, кл. В 65 Р 87/26, 1974.10. Авторское свидетельство СССР по заявке2797103/28-13, кл. В 65 Р 88/08,1979,11. Авторское свидетельство СССР по заявке2784844/28-13, кл. В 65 Р 90/32,1979 (прототип) .