Установка по улавливанию паров легких фракций углеводородов для автозаправочных станций и нефтебаз
Владельцы патента RU 2300715:
Общество с ограниченной ответственностью "Инновационно-исследовательский центр "Стирлинг-Технологии" (RU)
Изобретение относится к области криогенной техники, криогенных газовых машин, работающих по циклу Стирлинга, и может быть использовано для улавливания легких фракций углеводородов, образующихся при «дыханиях» при закачке и хранении нефти и нефтепродуктов в резервуарах. Установка по улавливанию паров легких фракций углеводородов для автозаправочных станций и нефтебаз включает криогенную машину Стирлинга, емкость для хранения жидкого азота, линию слива жидкого азота из конденсатора криогенной машины в емкость жидкого азота, контактный теплообменник, внутри которого расположен охладитель, линию подачи азота из емкости жидкого азота в конденсатор криогенной машины, проходящую через охладитель и состоящую из линии жидкого азота до охладителя и линии насыщенных паров азота охладителя, линию подачи паровоздушной смеси, соединяющую резервуар нефтепродуктов с контактным теплообменником, и линию выброса воздуха из контактного теплообменника. На линии подачи паровоздушной смеси между резервуаром с нефтепродуктами и контактным теплообменником расположен дополнительный теплообменник. Через дополнительный теплообменник проходит линия выброса воздуха из контактного теплообменника. Использование изобретения позволит повысить производительность установки по улавливанию паров легких фракций углеводородов. 1 ил.
Изобретение относится к области криогенной техники, криогенных газовых машин, работающих по циклу Стирлинга, и может быть использовано для улавливания легких фракций углеводородов, образующихся при «дыханиях» при закачке и хранении нефти и нефтепродуктов в резервуарах.
Известно применение жидкого азота для конденсации легких фракций углеводородов при их непосредственном контакте, позволяющее улавливать до 88% ЛФУ (Коршак А.А., Блинов И.Г., Новоселов В.Ф. Системы улавливания легких фракций нефти и нефтепродуктов из резервуаров: Учебное пособие. - Уфа: Изд. Уфин. нефт. инс-та, 1991. - стр.32-35). Однако данный способ приводит к безвозвратной потере азота.
Известен способ улавливания паров легких углеводородов при «дыханиях» резервуаров с нефтью и нефтепродуктами, заключающийся в разделении паровоздушной смеси за счет конденсации паров легких углеводородов в контактном теплообменнике при барботаже паровоздушной смеси через слой охлажденного продукта с использованием в качестве охлаждающей среды жидкого азота (Пышков Н.Н., Самолаева Т.Н., Сохранский В.Б. Улавливание паров легких углеводородов. // Газовая промышленность. №2, 2000. - стр.10). Однако при реализации данного способа не решена проблема регенерации или производства и доставки жидкого азота к месту хранения нефтепродуктов.
Известна установка для улавливания паров легких фракций углеводородов на основе криогенной газовой машины (КГМ) Стирлинга и контура с жидким азотом, включающая в себя криогенную машину Стирлинга, емкость для хранения жидкого азота, линии слива жидкого азота из криогенной машины в емкость жидкого азота, контактный теплообменник, внутри которого расположен охладитель, линию подачи азота из емкости жидкого азота в криогенную машину, проходящую через охладитель и состоящую из линии жидкого азота до охладителя и линии насыщенных паров азота после охладителя, линию подачи паровоздушной смеси, соединяющую резервуар нефтепродуктов с контактным теплообменником, и линию выброса воздуха из контактного теплообменника (Кириллов Н.Г. Использование криогенных технологий для хранения нефти и нефтепродуктов. // Химическое и нефтегазовое машиностроение. №12, 2004. - стр.17). Однако в данной установке не используется холодильный потенциал удаляемого воздуха.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении производительности установки по улавливанию паров легких фракций углеводородов.
Для достижения этого технического результата установка по улавливанию паров легких фракций углеводородов для автозаправочных станций и нефтебаз, включающая в себя криогенную машину Стирлинга, емкость для хранения жидкого азота, линию слива жидкого азота из конденсатора криогенной машины в емкость жидкого азота, контактный теплообменник, внутри которого расположен охладитель, линию подачи азота из емкости жидкого азота в конденсатор криогенной машины, проходящую через охладитель и состоящую из линии жидкого азота до охладителя и линии насыщенных паров азота после охладителя, линию подачи паровоздушной смеси, соединяющую резервуар нефтепродуктов с контактным теплообменником и линию выброса воздуха из контактного теплообменника, снабжена дополнительным теплообменником, расположенным на линии подачи паровоздушной смеси между резервуаром с нефтепродуктами и контактным теплообменником, при этом через дополнительный теплообменник проходит линия выброса воздуха из контактного теплообменника.
Введение в состав установки по улавливанию паров легких фракций углеводородов для автозаправочных станций и нефтебаз дополнительного теплообменника на линии подачи паровоздушной смеси, расположенного между резервуаром с нефтепродуктами и контактным теплообменником, через который проходит линия выброса воздуха из контактным теплообменником, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности предварительного охлаждения паровоздушной смеси перед ее поступлением в контактный теплообменник за счет холодильного потенциала воздуха, удаляемого из контактного теплообменника.
На чертеже изображена установка по улавливанию паров легких фракций углеводородов для автозаправочных станций и нефтебаз.
В состав установки входит криогенная машина Стирлинга 1 с конденсатором 2, емкость для хранения жидкого азота 3, линия слива жидкого азота 4 из конденсатора 2 в емкость 3, линия подачи жидкого азота 5 с насосом высокого давления 6, контактный теплообменник 7, внутри которого в слое сжиженных паров легких углеводородов 8 расположен охладитель 9, линия подачи насыщенных паров азота 10 из контактного теплообменника 7 через дроссельный вентиль 11, подсоединенная к конденсатору 2 криогенной машины 1, резервуар с нефтепродуктами 12, линия подачи паровоздушной смеси 13 с раздаточной гребенкой 14, расположенной в слое сжиженных паров легких углеводородов 8, соединяющей резервуар 12 с контактным теплообменником 7, а также линия выброса воздуха 15 из контактного теплообменника 7. На линии подачи паровоздушной смеси 13 между резервуаром с нефтепродуктами 12 и контактным теплообменником 7 расположен дополнительный теплообменник 16, через который проходит линия выброса воздуха 15 из контактного теплообменника 7.
Установка по улавливанию паров легких фракций углеводородов для автозаправочных станций и нефтебаз работает следующим образом.
Предварительно перед началом работ в емкости 3 запасается необходимое количество жидкого азота. В процессе работы установки жидкий азот испаряется в охладителе 9, а его выпар переконденсируется в конденсаторе 2 криогенной машины Стирлинга 1. Сконденсировавшийся выпар жидкого азота самотеком сливается из конденсатора 2 в емкость для хранения жидкого азота 3 по линии слива 4, откуда с помощью насоса 6 по линии подачи жидкого азота 5 жидкий азот подается в охладитель 9, расположенный в слое сжиженных паров легких углеводородов 8 контактного теплообменника 7. Жидкий азот охлаждает слой сжиженных паров легких углеводородов 8, при этом жидкий азот испаряется. Выпар жидкого азота поступает по линии 10 в конденсатор 2 криогенной машины Стирлинга 1, при этом выпар дросселируется, предварительно охлаждаясь, в дроссельном вентиле 11. Работа криогенной машины Стирлинга 1 обеспечивает сжижение выпара жидкого азота, который сливается в емкость 3.
Паровоздушная смесь (состоящая из паров легких углеводородов и атмосферного воздуха) из резервуара 12, при хранении или пополнении его нефтепродуктами, по линия подачи паровоздушной смеси 13, соединяющей резервуар 12 с контактным теплообменником 7, поступает в раздаточную гребенку 14, расположенную в слое сжиженных паров легких углеводородов 8, затем проходит через слой сжиженных паров легких углеводородов 8, при этом пары легких углеводородов из паровоздушной смеси конденсируются, отдавая теплоту сжиженному слою 8 и жидкому азоту в охладителе 9, а оставшийся воздух по линии выброса воздуха 15 удаляется из контактного теплообменника 7. Для предварительного охлаждения паровоздушной смеси, что позволяет увеличить производительность установки, на линии подачи паровоздушной смеси 13 между резервуаром с нефтепродуктами 12 и контактным теплообменником 7 расположен дополнительный теплообменник 16, через который проходит линия выброса воздуха 15 из контактного теплообменника 7. При контакте через теплообменную поверхность теплообменника 16 паровоздушная смесь охлаждается за счет холодильного потенциала удаляемого по линии 15 воздуха.
Установка по улавливанию паров легких фракций углеводородов для автозаправочных станций и нефтебаз, включающая в себя криогенную машину Стирлинга, емкость для хранения жидкого азота, линию слива жидкого азота из конденсатора криогенной машины в емкость жидкого азота, контактный теплообменник, внутри которого расположен охладитель, линию подачи азота из емкости жидкого азота в конденсатор криогенной машины, проходящую через охладитель и состоящую из линии жидкого азота до охладителя и линии насыщенных паров азота охладителя, линию подачи паровоздушной смеси, соединяющую резервуар нефтепродуктов с контактным теплообменником, и линию выброса воздуха из контактного теплообменника, отличающаяся тем, что снабжена дополнительным теплообменником, расположенным на линии подачи паровоздушной смеси между резервуаром с нефтепродуктами и контактным теплообменником, при этом через дополнительный теплообменник проходит линия выброса воздуха из контактного теплообменника.
