конденсационное устройство резервуара для хранения нефтепродуктов

Формула изобретения

Конденсационное устройство резервуара для хранения нефтепродуктов, содержащее вертикально закрепленные в верхней и нижней трубных решетках теплообменные трубки с открытыми концами, выполненные с возможностью охлаждения их газовой средой, отличающееся тем, что верхняя трубная решетка снабжена цилиндрическим бортом, образующим емкость, над которой установлен защитный зонт с расположенным на его нижней поверхности соосно с бортом кольцевым каплеотрывателем, диаметр которого меньше диаметра емкости, причем трубки выполнены оребренными, и, по крайней мере, одна теплообменная трубка проходит сквозь нижнюю трубную решетку, установленную на фланце вентиляционного патрубка резервуара, в полость резервуара и имеет на нижнем конце гидрозатвор в виде стакана, а в качестве газовой среды используется окружающий воздух.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к хранению тяжелых нефтепродуктов в товарных парках нефтеперерабатывающих заводов.

При производстве тяжелых нефтепродуктов таких как, например мазут, получаемый продукт откачивается с установки в емкость для временного хранения перед отгрузкой в качестве товарного продукта. При этом для получения продукта требуемого качества и состава, например мазута марки M100, в емкость закачиваются различные компоненты как, например, остаток висбрекинга, нефтешлам и т.п. При этом температура закачиваемых продуктов достигает 100 120°С, при которой наиболее легкие углеводороды, присутствующие, например, в нефтешламе, испаряются и в момент заполнения резервуара выбрасываются в атмосферу, поскольку резервуары для тяжелых нефтепродуктов снабжаются вентиляционными патрубками для свободного сообщения их с атмосферой.

Потери нефтепродуктов при этом достигают 1% и, кроме того, пары нефтепродуктов, конденсируясь на холодной поверхности дефлектора, прикрывающего отверстие вентиляционного патрубка от атмосферных осадков, образуют конденсат углеводородов, который стекает по наружной поверхности резервуара, смывая покраску с наружной поверхности резервуара и информационные надписи на ней. Восстановление покраски поверхности резервуара и информационных надписей является трудоемкой и дорогостоящей работой.

Для предотвращения потерь нефтепродуктов в установках для их хранения используются конденсационные устройства.

Известно конденсационное устройство в установке для хранения нефти и нефтепродуктов (а.с. СССР № 1602803, МПК B65D 90/28, опубл. 30.10.1990 г.), работающее по принципу абсорбции паров легких углеводородов более тяжелым нефтепродуктом, например дизельным топливом.

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции, сложность эксплуатации в связи с необходимостью точного расчета гидродинамики устройства.

Известна газоотводная система топливных цистерн, предназначенная для конденсации паров нефтепродуктов при наливе или опорожнении (а.с. СССР № 709465, МПК B65D 87/32, опубл. 15.01.1980 г.). Система содержит трубопровод для сброса паров, соединенный с цистерной, и конденсатор, выполненный в виде закрепленной на трубопроводе обечайки со змеевиковым теплообменником, снаружи которого установлены изогнутые перфорированные пластины, собранные в пакет.

Недостатком известного изобретения является необходимость использования хладоагента для охлаждения трубок теплообменника, что приводит к усложнению и удорожанию системы.

Наиболее близким к предложенному является конденсационное устройство резервуара для хранения легких нефтепродуктов (а.с. СССР № 80759, МПК В65В 90/28, заявлено 03.03.1949 г.), которое выполнено в виде вставляемого в люк цистерны специального сосуда, внутри которого проходит наливная труба, а по периферии которого размещены открытые трубки, омываемые охлаждающим газом, в которых конденсируются пары.

Недостатком данного устройства является необходимость дополнительного оборудования для системы охлаждения в сосуде с трубками, обеспечивающей конденсацию жидкости. Устройство является сложным и неудобным в эксплуатации.

Задачей изобретения является снижение энергетических затрат на предотвращение потерь нефтепродуктов при их заливке в емкости для хранения, упрощение конструкции и условий эксплуатации конденсационного устройства.

Поставленная задача решается конденсационным устройством резервуара для хранения нефтепродуктов, содержащим вертикально закрепленные в верхней и нижней трубных решетках теплообменные трубки с открытыми концами, выполненные с возможностью охлаждения их газовой средой, в котором в отличие от прототипа верхняя трубная решетка снабжена цилиндрическим бортом, образующим емкость, над которой установлен защитный зонт с расположенным на его нижней поверхности, соосно с бортом, кольцевым каплеотрывателем, диаметр которого меньше диаметра емкости, причем трубки выполнены оребренными и, по крайней мере, одна теплообменная трубка проходит сквозь нижнюю трубную решетку, установленную на фланце вентиляционного патрубка резервуара, в полость резервуара и имеет на нижнем конце гидрозатвор в виде стакана, а в качестве газовой среды используется окружающий воздух.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлено конденсационное устройство резервуара для хранения нефтепродуктов.

Устройство содержит теплообменные трубки 1, жестко закрепленные, например с помощью сварки, или пайки, или развальцовки своими верхними и нижними концами соответственно в верхней трубной решетке 2 и нижней трубной решетке 3. Верхняя трубная решетка 2 снабжена невысоким цилиндрическим бортом 4, образующим накопительную емкость для конденсата испаряющихся углеводородов. Нижняя трубная решетка 3 крепится к фланцу вентиляционного патрубка 5 резервуара.

Для предотвращения попадания атмосферных осадков в накопительную емкость и далее в резервуар над емкостью установлен конический зонт 6, закрепленный с помощью стержней или пластин к борту 4. На нижней поверхности зонта выполнен соосно с бортом 4 кольцевой каплеотрыватель 7 меньшего диаметра, нежели диаметр борта 4.

По крайней мере, одна теплообменная трубка, например трубка 8, опущена своим нижним концом в вентиляционный патрубок 5 резервуара, и имеет на этом конце закрепленный стакан 9 гидрозатвора, предотвращающий проход паров и газов из резервуара через эту трубку в атмосферу, но позволяющий жидкости стекать из накопительной емкости в резервуар. Трубка 8 является дренажной.

Для улучшения теплоотдачи от наружных стенок теплообменных трубок к окружающему воздуху поверхность их выполнена оребренной.

Устройство работает следующим образом.

Теплообменные трубки 1 установлены на вентиляционный патрубок 5 резервуара так, чтобы их трубное пространство свободно сообщалось с внутренним пространством резервуара, а наружная поверхность трубок свободно открыта для атмосферного воздуха.

При заполнении резервуара горячим нефтепродуктом пары углеводородов совместно с воздухом, попавшим в резервуар при предыдущей откачке, вытесняются жидкостью через вентиляционный патрубок 5 в атмосферу. При этом они неминуемо проходят через теплообменные трубки 1 устройства, где пары углеводородов, соприкасаясь с холодными стенками трубок, охлаждаются, конденсируются и в жидком виде стекают обратно в резервуар. Газы (воздух) и неконденсирующиеся легкие углеводороды выбрасываются в атмосферу.

При больших объемных скоростях закачки нефтепродуктов, превышающих расчетный, скорость движения газов и неконденсирующихся паров в трубках может превысить скорость стекания пленки конденсата по внутренней поверхности трубок, и пленка начнет двигаться вспять до емкости, расположенной над верхней трубной решеткой. Поступивший в емкость конденсат легко покинет ее по дренажной трубке 8, а отдельные брызги конденсата, вынесенные газовым потоком из трубок 1 и осевшие на нижней поверхности зонта 6, стекая по ней до кольцевого каплеотрывателя, отрываются в емкость.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет упростить и удешевить конструкцию конденсационного устройства, снизить энергетические затраты для предотвращения потерь нефтепродуктов при их заливке в емкости для хранения.