резервуар для хранения нефтепродуктов

Формула изобретения

Резервуар для хранения нефтепродуктов, содержащий корпус, крышу, установленные на крыше предохранительный и дыхательный клапаны и узел изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана, включающий изогнутый патрубок, прикрепленный внутри резервуара к дыхательному клапану, отличающийся тем, что он снабжен установленным соосно на выпускном конце изогнутого патрубка цилиндрическим отражателем струи воздуха, выполненным так, что площадь рабочего сечения отражателя не меньше площади сечения отверстия выпускного конца изогнутого патрубка, при этом последний изогнут под тупым углом и обращен выпускным концом в направлении от центра крыши.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для сбора, подготовки и хранения нефтепродуктов и может быть использовано в нефтяной и нефтехимической промышленности.

Известен резервуар, содержащий корпус, приемораздаточные патрубки, предохранительный и дыхательный клапаны, диод-отражатель, установленный внутри резервуара под монтажным патрубком дыхательного клапана / Ф.Ф. Арбузова и др."Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при их транспортировании и хранении". М. Недра, 1981, с. 98-99/.

Недостатком данного резервуара является недостаточно эффективное и рациональное, с точки зрения равномерности заполнения верхней части резервуара, формирование струи воздуха, входящей в него через дыхательный клапан. В результате чего происходит перемешивание воздуха с газообразными углеводородами у поверхности нефтепродукта. Этот недостаток усугубляется тем, что профиль крыши расположен под углом к диску-отражателю, а дыхательный клапан с патрубком и диском-отражателем расположены у боковой стенки резервуара. В результате, при "выдохе" резервуара происходит выброс в атмосферу газа, насыщенного газообразными углеводородами, что приводит к потерям ценных углеводородов и загрязнению атмосферы.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому результату является резервуар по а.с. СССР N 1486421 В 65 Д 90/28, Б.И. N 22, 89г. в котором частично устраняется недостаток аналога. Резервуар содержит цилиндрический корпус с крышей, предохранительный и дыхательный клапаны, установленные на крыше, узел изменения направления воздушной струи из дыхательного клапана, размещенный внутри резервуара под дыхательным клапаном. Узел выполнен в виде изогнутого патрубка, прикрепленного одним концевым участком к дыхательному клапану, а другой концевой участок установлен так, что его выпускное отверстие обращено к центру крыши, причем угол между осью выпускного отверстия и поверхностью крыши составляет 45-90^o. Эта конструкция узла позволяет сосредоточить поступающий в резервуар при "вдохе" воздух в верхней его части, т.е. снизить вероятность смешения его с газообразными углеводородами над нефтепродуктом внизу резервуара.

Однако, вследствие высокой скорости струи воздуха, поступающей в резервуар /несколько десятков метров в секунду/ имеет место эжектирование /подсасывание/ воздухом газообразных углеводородов из верхней части резервуара и перемешивание их с воздухом, т.е. недостаток аналога устраняется не полностью. При заполнении резервуара нефтью дыхательный клапан работает в режиме "выдоха" и в атмосферу выбрасывается смесь воздуха с газообразными углеводородами. Особенно активно эжектирование газообразных углеводородов будет происходить при больших взливах /высоких уровнях/ нефти в резервуаре, когда слои газообразных углеводородов находятся в непосредственной близости к патрубку дыхательного клапана, т.е. потери углеводородов и загрязнение ими окружающей среды неизбежны.

Эта проблема особенно актуальна для промысловых технологических резервуаров, в которых происходит отделение нефти от пластовой воды. В этих резервуарах уровень нефти поддерживается особенно высоко и слой газообразных углеводородов находится особенно близко к патрубку дыхательного клапана. Кроме того, как показал опыт эксплуатации, существенным недостатком прототипа является наличие перегиба в нижней части изогнутого патрубка. Там наблюдается накопление пирофорного железа, а затем намерзание газоконденсата. Это затрудняет работу дыхательного клапана и снижает безопасность работы резервуара.

Задачей изобретения является создание резервуара, надежного в работе, не загрязняющего атмосферу выбросами газообразных углеводородов и обеспечивающего сохранность в нефти ее ценных углеводородных легких фракций.

Поставленная задача решается следующим образом. В резервуаре для хранения нефтепродуктов, содержащем цилиндрический корпус с крышей, предохранительный и дыхательные клапаны, установленные на крыше, и размещенный внутри резервуара узел изменения направления струи воздуха, узел состоит из изогнутого патрубка, прикрепленного внутри резервуара к дыхательному клапану. Отличие заключается в том, что патрубок изогнут под тупым углом и выпускной конец его обращен в сторону, обратную от центра крыши. Причем этот конец снабжен цилиндрическим отражателем, установленным соосно с выпускным клапаном, и площадь его рабочего сечения не меньше площади сечения отверстия выпускного конца патрубка. Совокупность заявленных признаков позволяет предотвратить эжектирование струей воздуха из дыхательного клапана углеводородных газов из объема резервуара. Это достигается взаимодействием формы и размеров отражателя, его расположением по отношению к патрубку, форма изгиба патрубка /тупой угол/, расположение патрубка и отражателя относительно стенок резервуара и его крыши. Все эти показатели позволяют расширить струю входящего в резервуар воздуха, снизить его скорость и направить его так, чтобы не вызвать смешения с ним углеводородных газов. Это подтверждено проведенными испытаниями. Расчетным и экспериментальным путем выведены формулы, по которым можно определить расположение цилиндрического отражателя, а именно: Д1,414d, где D диаметр цилиндра отражателя, d диаметр выпускного отверстия изогнутого патрубка; h0,067D, где h длина образующей цилиндра отражателя; 0,25dL0,533D, где L расстояние от днища цилиндрического отражателя до выпускного отверстия изогнутого патрубка.

Испытания показали также, что для отражателя к патрубку дыхательного клапана резервуара хранения нефтепродуктов целесообразна именно цилиндрическая форма, т.к другие /диск, конус, усеченный конус, полусфера и т.д/, не позволяют достичь требуемого результата.

На прилагаемом чертеже представлен заявляемый резервуар в сечении фиг. 1, на фиг. 2 узел изменения направления воздушной среды.

Резервуар содержит корпус 1, крышу 2, дыхательный клапан 3, предохранительный клапан 4, приема-раздаточные патрубки 5 и 6, изогнутый патрубок 7 с цилиндрическим отражателем 8 с днищем 9. Патрубок прикреплен к дыхательному клапану, а отражатель 8 креплением 10 присоединен к патрубку.

Дыхательный клапан предназначен для регулирования величины избыточного давления в газовом пространстве резервуара при наливе, сливе хранимого продукта или при изменении давления в резервуаре под воздействием других факторов. При уменьшении давления в газовом пространстве резервуара /"вдохе"/ внешний воздушный поток втягивается через дыхательный клапан в резервуар. При этом струя воздуха направляется на поверхность нефтепродукта и перемешивается с газообразными углеводородами, находящимися над поверхностью продукта. При повышении давления в газовом пространстве резервуара насыщенный газообразными углеводородами воздух через дыхательный клапан уходит в атмосферу/"выдох"/. Чередование "вдохов" и "выдохов" приводит к выкачиванию газообразных углеводородов из резервуара.

Резервуар работает следующим образом.

При "вдохе" резервуара /вывод нефтепродукта из 1 через раздаточный патрубок 6, т. е. при снижении давления внутри резервуара/ через дыхательный клапан 3 и изогнутый патрубок 7 в резервуар начинает поступать атмосферный воздух. Т.к. патрубок изогнут под тупым углом и обращен в сторону, обратную от центра крыши, то струя воздуха, выходящая из его выпускного отверстия, попадает на отражатель 8 и, ударившись о днище 9,направляется цилиндрическими стенками отражателя на поверхность крыши 3 резервуара. Величиной рабочего сечения отражателя /разница между диаметром отражателя и выпускного отверстия изогнутого патрубка/, задается скорость выхода струи воздуха из отражателя, а именно ее снижение, стенки же отражателя и изгиб патрубка формируют ее и задают ей направление. Отраженная струя воздуха растекается по поверхности крыши. Т.е. предотвращается эжектирование струей воздуха углеводородных газов, находящихся над поверхностью нефтепродукта в резервуаре и их перемешивание. При "выдохе" резервуара /ввод нефтепродукта через приемный патрубок 5, т.е. при повышении давления внутри резервуара/ через дыхательный клапан выходит воздух, практически не содержащий газообразных углеводородов. В случае возникновения аварийной ситуации, когда давление газа внутри резервуара превышает допустимое, срабатывает предохранительный клапан 4. Как видно из выше сказанного, понятие "цилиндрический отражатель" носит довольно условный характер, т.к. он работает не только как отражатель, но и как распределитель и формирующей элемент, обеспечивающий в совокупности с крышей резервуара и его стенками достижение заданного эффекта, а именно надежность и экологичность резервуара в целом, снижение потерь ценных легких фракций нефти. Эксперименты, проведенные на модели резервуара РВС 5.000, выполненной из оргстекла в масштабе 1:50, подтвердили сделанные ранее выводы.