способ сокращения потерь легкоиспаряющегося жидкого продукта, хранящегося в емкости

Формула изобретения

СПОСОБ СОКРАЩЕНИЯ ПОТЕРЬ ЛЕГКОИСПАРЯЮЩЕГОСЯ ЖИДКОГО ПРОДУКТА, ХРАНЯЩЕГОСЯ В ЕМКОСТИ, включающий отбор из емкости парогазовой смеси, последующее ее охлаждение с отделением и отбором конденсата, отличающийся тем, что перед охлаждением парогазовую смесь подвергают предварительному охлаждению путем теплообмена ее с некриогенным хладагентом, имеющим температуру, меньшую начальной температуры парогазовой смеси, а охлаждение ведут посредством низкотемпературного хладагента в теплообменнике путем последовательного теплообменника между парогазовой смесью и низкотемпературным хладагентом, а затем с парами последнего.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к хранению легкоиспаряющихся жидкостей в стационарных и транспортных емкостях и может найти применение в нефтехимической, нефтедобывающей, химической и других отраслях, имеющих в производстве и хранении легкоиспаряющиеся продукты, а также на сухопутном и, в первую очередь, водном транспорте при перевозке грузов этого типа.

Известны установки для хранения нефти и нефтепродуктов, в которых реализуется способ снижения температуры путем подачи парогазовой смеси (ПГС) в теплообменник и охлаждения там нефтепродуктами, отбираемыми насосом из нижней, холодной части резервуара (Basore C.A. Gut evarapation lasses fromstorage tanks. The oil and Gas Journal. 1960, v. 58, N 32, р. 90-100).

Такие установки недостаточно эффективны из-за малых перепадов температур в теплообменнике и их уменьшения в процессе эксплуатации вследствие нагрева хранимого продукта.

Известен способ сокращения потерь легкоиспаряющейся жидкости в емкости путем введения в ее газовое пространство нейтрального газа, причем нейтральный газ используют в жидком состоянии и вводят его дискретно в мелкодисперсном состоянии. При этом способе в некоторых случаях возможен всплеск давления, а периодический ввод азота увеличивает общее количество газа в парогазовом пространстве.

Кроме того, способ неэффективен при вытеснении ПГС, сопровождающем заполнение резервуаров (авт. св. N 1595761, кл. В 65 D 90/30).

Более универсальным, уменьшающим потери легкоиспаряющихся жидкостей как при длительном хранении, так и при заполнении резервуаров, является способ, заключающийся в отборе парогазовой смеси из емкости путем эжекции ее промысловым газом с последующим барбатированием через слой охлажденного жидкого продукта, сопровождающимся конденсацией паров из парогазовой смеси и отбором конденсата.

Однако этот прием неприемлем для транспортируемых емкостей и не удерживает значительную часть паров продукта от выхода за пределы устройства.

Цель изобретения уменьшение энергозатрат и минимизация потерь легкоиспаряющегося продукта при хранении в стационарных или транспортных емкостей и при их заполнении.

Это достигается тем, что в способе сокращения потерь легкоиспаряющегося жидкого продукта, хранящегося в емкости, включающем отбор из емкости парогазовой смеси, последующее ее охлаждение с отделением и отбором конденсата, перед охлаждением парогазовую смесь подвергают предварительному охлаждению путем теплообмена ее с некриогенным хладагентом, имеющем температуру, меньшую начальной температуры парогазовой смеси, а охлаждение ведут посредством низкотемпературного хладагента в теплообменнике путем последовательного теплообмена между парогазовой смесью и низкотемпературным хладагентом, а затем с парами последнего.

На чертеже представлена схема одного из возможных вариантов, реализующих предлагаемый способ для танкера.

Легкоиспаряющийся продукт 1 помещен в емкость танкера 2 (показано условно), плывущего в водном бассейне 3. Парогазовое пространство 4 связано трубопроводом 5 с теплообменником 6, для которого хладоагентом служит вода, прокачка которой через теплообменник 6 осуществляется приемником скоростного напора 7, погруженным в бассейн, через трубопровод 8 (при движении судна) или судовыми насосами, или за счет естественного течения акватории (на стоянке).

Предварительно охлажденная и лишившаяся части паров продукта ПГС далее по трубопроводу 9 поступает в теплообменник 10, в котором подвергается глубокому охлаждению и осушению за счет теплообмена с жидким азотом, а затем его парами, и выходит в атмосферу через патрубок 11 (конденсат при этом отбирается). В случае необходимости хладоактивность ее и паров азота, выходящих через патрубок 12, может быть утилизирована (например, для охлаждения ПГС в теплообменнике 6).

Из формулы, полученной на основе приближенного уравнения теплового баланса для расхода азота m_a на одну операцию, видно

m_a= , где m_п масса сконденсированного продукта;

r_п скрытая теплота парообразования продукта;

С_ром удельная теплоемкость ПГС;

m_ом масса ПГС,

Т_о начальная температура ПГС,

Т_к конечная температура ПГС,

r_a скрытая теплота парообразования азота,

С_ра удельная теплоемкость азота,

Т_га температура кипения азота.

Предварительное охлаждение ПГС перед подачей ее в теплообменник глубокого охлаждения уменьшает величины m_п, m_ом и Т_о, что приводит к уменьшению m_a.

Расчеты показывают, что при температуре в парогазовом пространстве 40^оС и температуре воды в акватории 20^оС реализация предлагаемого способа снижает расход жидкого азота на 40%