Способ улавливания легких фракций нефти или нефтепродуктов при их хранении в резервуарах

 

Использование: в нефтегазовой промышленности . Цель: снижение материальных затрат и сокращение вредных выбросов в атмосферу. Сущность изобретения: нефть по нефтепроводу 1 поступает в резервуары 2, а затем по окончании операций приема, обработки и хранения по нефтепроводу 3 направляется на дальнейшую обработку или к потребителю. Выделившиеся в резервуарах 2 легкие фракции нефти переходят в паровой объем и по мере увеличения парциального давления перемешиваются с воздухом , образуя паровоздушную смесь легких углеводородов. Последняя с любой концентрацией углеводородов (от 0 до 10U%) поступает в газовый приемный патрубок 4, оснащенный отбойными поверхностями 5 и разрывной диафрагмой 6, а затем токовоздушная смесь по трубопроводу 7 направляется в сепзратор-кондёнсатосборник 8. Отделившийся конденсат насосом 9 по конденсатопроводу 10 откачивается в нефтепровод 1, а паровоздушная смесь по т/п 11 поступает в смеситель 12, в который одновременно из газопровода 13 через регулирующий клапан 14 подается углеводородный газ, где в турбулентном режиме интенсивно перемешивается. Концентрация углеводородных компонентов в газовоздушной смеси контролируется с помощью анализатора 15. 1 табл., 1 ил. /J СО с х| о о ся со ю со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) \

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4877550/13 (22) 24.10.90 (46) 23.01.93. БюлЛФ 3 (75) В,П.Метельков, В.П.Тронов, Р.З.Сахабутдинов, А.В.Тронов, А.В.Савельев и А.Н,Шаталов (73) Татарский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (56)Яковлев В.С. Хранение нефтепродуктов.

Проблемы защиты окружающей среды. М.:

Химия, 1987, с.47-50, Ткачев О.А. и др. Сокращение потерь нефти при транспорте и хранении. М.: Недра, 1988, с.110-111, (54) СПОСОБ УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕГКИХ

ФРАКЦИЙ НЕФТИ ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ИХ ХРАНЕНИИ В РЕЗЕРВУАРАХ (57) Использование: в нефтегазовой промышленности. Цель: снижение материальных затрат и сокращение вредных выбросов в атмосферу, Сущность изобретения; нефть по нефтепроводу 1 поступает в резервуары

2, а затем по окончании операций приема.

ЧЛ 1790539 А3

est)s В 65 Р 90/30

2 обработки и хранения по нефтепроводу 3 направляется на дальнейшую обработку или к потребителю. Выделившиеся в резервуарах 2 легкие фракции нефти переходят в паровой объем и по мере увеличения парциального давления перемешиваются с воздухом, образуя паровоздушную смесь легких углеводородов. Последняя с любой концентрацией углеводородов (от 0 до

100%) поступает в газовый приемный патрубок 4, оснащенный отбойными поверхностями 5 и разрывной диафрагмой 6, а затем токовоздушная смесь по трубопроводу 7 направляется в сепаратор-койденсатосборник 8. Отделившийся конденсат насосом 9 по конденсатопроводу 10 откачивается в нефтепровод 1, а паровоздушная смесь по т/и 11 поступает в смеситель 12, в который одновременно из газопровода 13 через регулирующий клапан 14 подается углеводородный газ, где в турбулентном режиме интенсивно перемешивается. Концентра-. ция углеводородных компонентов в газовоздушной смеси контролируется с помощью анализатора 15. 1 табл., 1 ил.

17.90539

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к сбору, транспорту нефти, конденсата, и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства, где осуществляются операции по приему в резервуары, хранению и отпуску испаряющихся жидкостей.

Известен способ улавливания легких фракций, заключающийся в хранении нефтепродуктов под слоем инертного газа, подаваемого, в газовое пространство реэервуаров,,в качестве которого используют природный газ, попутный нефтяной газ, а также не содержащие водород очищенные газы нефтепереработки, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, включающий перераспределение паров.углеводородов между:резервуарами, подачу их на прием гэзодувки, компримирование.и подачу потребителю.

Недостатком способов как по аналогу, так и по прототипу является необходимость в продувке паровых объемов резервуаров от воздуха до замещения газом. В результате этого имеются потери значительного количества углеводородных паров в атмосферу при пуске системы и восстановлении ее функционирования после остановкй компрессора. Все этоЪриводит к значительным материальным затратам и загрязнению воздушного бассейна вредными выбросами, в особенности при добыче и использовании сероводородсодержащих нефтей, Целью изобретения является снижение

" потерь при продувке паровых объемов ре зервуаров от воздуха до зам щения их газом при запуске системы резервуаров в рабочий режим и восстановлении ее функционирования после остановки компрессора при одновременном снижении вредных выбросов в атмосферу, Указанная цель достигается описываемым способом, включающим перераспреде ление паров углеводородов между резервуарами, подачу паровоздушной смеси в конденсатосборйик, ее компримирование и подачу потребителю; перед компримированием отобранную паровоздушную смесь компаундирует с углеводородным газом в турбулентном режиме в соотношении, предотвращающем воспламенение смеси.

На чертеже йзображена принципиальная схема реализации предлагаемого способа.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Нефть по нефтепроводу 1 поступает в резервуары 2, а затем по окончании операций приема обработки и хранения, продолжительность которых составляет в зависимости от конкретных условий от нескольких часов до нескольких суток, по нефтепроводу

3 направляется на дальнейшую обработку или к потребителю. Выделившиеся в резервуарах 2 легкие фракции нефти переходят в паровой объем и по мере увеличения их парционального давления перемешиваются с

10 воздухом, образуя паровоздушную смесь легких углеводородов, Последняя с любой концентрацией углеводородов (от 0 до

1000 ) поступает в газовый приемный патрубок 4, оснащенный отбойными поверхно15 стями 5 и разрывной диафрагмой 6, Тяжелые углеводороды и влага конденсируются на отбойных поверхностях, после чего стекают в резервуар, а паровоздушная смесь по трубопроводу 7 направляется в

2о конденсатосборник 8. Отделившийся конденсат насосом 9 по конденсатопроводу 10 откачивается и нефтепровод 1, а паровоздушная смесь по трубопроводу 11 поступает в смеситель 12, в который одновременно из газопровода 13 через регулирующий клапан

14 подается углеводородный газ, где в тур- . булентном режиме интенсивно перемешивается. Концентрация углеводородных компонентов в газовоздушной смеси конт30 ролируется с помощью анализатора 15, При достижений концейтрации углеводородов выше заданной клапан 14 прикрывается, уменьшая поступление газа иэ газопровода

13. В случае снижения концентрации угле35 водородов ниже допустимой, определяемой по даннйм удвоенного верхнего предела восйламенение улавливаемой углеводородной смеси, от анализатора 15 подается сигнал на увеличение открытия клапана 14, 40 обеспечивающего дополнительное поступление углеводородного газа и благодаря этому возрастание его концентрации в смесителе до заданных величин. Окончательное перемеаивэние газа и паровоздушной

45 смеси завершается в трубопроводе 16, по которому ойа направляется на прием компрессора 17, компримируется и по трубопроводу 18 направляется потребителю.

Предлагаемый способ был испытан на

50 одной из нефтеперекачивающих станций производственного обьединения. Северозападных магистральных нефтепроводов . Тлавтранснефти", имеющей в своем состаВр. шесть резервуаров PB -5000со щитовой

55 кровлей, оборудованных газоуравнительной системой, установкой улавливания и подготовки легких фракций для использования в системе газоснабжения котельной.

Объем перекачки нефти составлял 9600 т/сут, Плотность нефти при нормальных ус1790539

15

25

40

50 ловиях — 852 кг/м . Основной объем нефти з перекачивался транзитом, 20-30 от ее общей массы поступало в резервуары, Содержание воздуха в паровоздушной смеси изменялось в пределах 99-59 %.

Верхний предел воспламенения, определенный согласно данных flo парциальным пределам компонентов, а также рекомендациям О,А.Волкова и Г.А.Проскурякова, приведенным в монографии "Пожарная безопасность на предприятиях транспорта и хранении нефти и нефтепродуктов" М, Недра, 1981, 256 с, стр,19 по преобладающему компоненту (пропану) определился равным

9,5 %. Для полной гарантии в данном способе предлагается этот предел удваивать, т,е. брать 19 %. Давление в паровых объемах резервуаров находилось в пределах

400 — 1100 Па, Выделяющиеся в резервуарах легкие фракции перераспределялись между паровыми объемами резервуаров по газоуравнительной системе, а их избытки через конденсатосборник 8 поступали в систему подготовки для использования при газоснабжении котельной; Система подготовки уловленных фракций (СПУЛФ) включала смеситель 12, подсоединенный к газопроводу 13 через регулирующий клапан 14, и к компрессору 17 с установленным на его приемной линии 16 анализатором 15.

При запуске компрессора, а также в период изменения технологического режима приема-откачки нефти из резервуаров, концентрация углеводородного газа в трубопроводе 16 составляла 1-18 %. В этом случае по сигналу от анализатора 15 открывался регулирующий клапан 14, через который в смеситель 12 подавался природный газ (метан) в количестве 2-100 нм /ч. з

Газовоздушная смесь выдерживалась в турбулентном потоке в течение 30 с и при концентрации углеводородных газов 30-60 подавалась на компрессор 17,,а затем потребителю (в котельную нефтеперекачивающей станции). Поскольку газ иэ газопровода состоял преимущественно(95 — 96 %) иэ метана, пределы воспламенения гаэовозФормула изобретения

Способ улавливания легких фракций нефти или нефтепродуктов при их хранении в резервуарах, включарщий перераспределение паров углеводородов между резерву-арами, подачу паровоздушной смеси в конденсатосборник, ее компримирование и подачу потребителю, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь при продувке паровых объемов резервуаров от воздушной смеси были уточнены по данному компоненту (5-15 %), а удвоенный верхний предел составил 30 %.

Благодаря использованию в системе улавливания газовоздушной смеси низкой концентрации углеводородов 1-42 мол. % было достигнуто надежное фуйкционирование системы УЛФ не только в периоды, при которых в паровых объемах резервуаров отсутствовал воздух, а на прием компрессора поступал чистый углеводородный газ, но и тогда, когда из резервуаров поступал газ со значительной концентрацией (99 — 58 ) воздуха.

Поскольку нефтеМрекачйвающая станция работала в основном в режиме транзита без захода нефти в резервуары,а последнее осуществлялось лишь в случаях нарушения технологических режимов подготовки и перекачки нефти (некондиция на промысловых установках подготовки скважин, аварии на нефтепроводах и др.), способ согласно прототипу, обеспечивая незначительное снижение потерь нефти и вредных выбросов в атмосферу (в среднем на 9,9 т/сут), в то время как предлагаемый — на 18,6 т/сут.

Ввиду более полного сгорания газа в котельной, обусловленного подготовкой газовоздушной смеси, расход газа с учетом подачи легких фракций был снижен на 96 .

Технико-зкономические показатели предлагаемого способа применительно к нефтеперекачивающей станции с объемом перекачки 9600 т/сут нефти приводятся в таблице.

Иэ таблицы видно, что применение предлагаемого способа позволило сократить потери нефти от испарений на 97 (вместо 52 по прототипу), снизить вредные выбросы в атмосферу на 8,7 тыс.т/г, уменьшить расход природного газа на отопление на 700 м /г. Экономический эффект з составил 827 тыс.руб./r по сравнению с 216 тыс.руб./г при использовании известного способа. духа до замещения их газом или запуске системы резервуаров в рабочий режим и восстановлении ее функционирования после остановки компрессора при одновременном сйижейии вредных выбросов в атмосферу, перед компримированием отобранную паровоздушную смесь компаундируют с углеводородным газом s турбулентном режиме в соотношении, предотвращающим воспламенение смеси, 1790539

Абсолютные

Относительные, ММ и/и

Наименование

Прототип

Предлагаемый способ

Предлагаемый способ

Г1рототип

Объем перекачиваемой нефти, т/сут

Сокращение потерь нефти от испарений, т/сут т/г

Расход газа в котельной, тыс. м /r

Сокращение вредных выбросов в атмосферу, тыс. т/г

Экономический эффект, тыс. б/г

100

9600

9600

100

9,9

3614

18,6

6789

52

97

730

10Q

3,6

6,8

100

216

827

383

Составитель В. Метельков Техред М.Моргентал . Корректор М. Шароши

Редактор Т; Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 363 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5