Установка дегазации цистерн для перевозки сжиженных углеводородных газов
Предложенное техническое решение относится к устройству для подготовки к ремонту или техническому освидетельствованию цистерн для перевозки сжиженных углеводородных газов (СУГ).
В установке дегазации цистерн для перевозки сжиженных углеводородных газов, включающей цистерну для перевозки СУГ, устройство для производства рабочего тела - азота, сборник конденсата, газоанализатор, подводящие и отводящие трубопроводы, контрольно-регулирующую и запорную арматуру, причем, в качестве устройства для получения рабочего тела - азота используется адсорбционная азотная установка, соединенная подводящим трубопроводом с цистерной и подпитывающим трубопроводом - с отводящим трубопроводом, на котором установлены: теплообменник предварительного охлаждения, теплообменник - конденсатор холодильной машины, фильтр - сепаратор и сборник СУГ, при этом теплообменник предварительного охлаждения соединен трубопроводом с паровой зоной фильтра-сепаратора, а жидкостная зона теплообменника - конденсатора соединена с трубопроводом отвода жидкости из фильтра-сепаратора в сборник СУГ, соединенный сливным трубопроводом с цистерной.
Использование для получения рабочего тела адсорбционной азотной установки, теплообменника предварительного охлаждения, холодильной машины с теплообменником - конденсатором, фильтра-сепаратора и сборника СУГ позволяет повысить экономичность установки дегазации, путем полного отделения и сохранения УГ при дегазации цистерны, и улучшить экологию.
Использование контрольно-регулирующей арматуры позволяет установке работать в автоматическом режиме.
Изобретение относится к устройству для подготовки к ремонту или техническому освидетельствованию цистерн для перевозки сжиженных углеводородных газов (СУГ).
Известен способ и устройство для очистки нефтяного резервуара (патент PCT(WO) 93/18864, ИСМ Вып.14, 
3, 1995), в котором нефтяные отложения разжижают, разделяют на фазы, причем нефтяные остатки подогревают, возвращают в резервуар и используют в качестве разжижающего агента путем разбрызгивания на слой нефтяных отложений с периодическим удалением их из резервуара. Температуру внутри потока поддерживают в интервале 20-100°С.
Известен способ и устройство для дегазации цистерн для перевозки СУГ перед проведением ремонта или технического освидетельствования (патент RU 2205709, МПК7 В08В 9/093 публ. 10.06.2003 г.), в котором в качестве рабочего тела для слива остатков СУГ из цистерны используют инертный газ азот. Цистерну продувают азотом для снижении концентрации углеводородных газов (УГ) до 0,5 об % с дальнейшей продувкой ее воздухом до содержания кислорода не менее 16 об %, подают в цистерну жидкий растворитель для дегазации и частичного разжижения пирофосфорных отложений на внутренних поверхностях цистерны, промывают цистерну и проветривают ее.
Известен способ и устройство для дегазации цистерн для перевозки СУГ («Технологический регламент ремонтно-испытательного пункта» ОАО «СТ-ТРАНС», Тобольск, 2010 г.), в котором в качестве рабочего тела для слива СУГ и дегазации цистерны используют острый водяной пар. Паровой конденсат, содержащий УГ, направляется в сборник. Несконденсированная парогазовая смесь подается в аппарат воздушного охлаждения. В аппарате парогазовая смесь охлаждается и конденсируется. Остатки несконденсировавшихся УГ сбрасываются в атмосферу или на факел для сжигания.
Недостатком всех перечисленных выше технических решений является длительность процесса, значительный расход энергоресурсов и потеря УГ.
Наиболее близким техническим решением, взятым нами за прототип, является способ и устройство для дегазации цистерн для перевозки СУГ (Черкашин П.Г. «Основные технические решения по новым разработкам» XII Международный экономический форум, С.-Петербург, 2008 г.,), в котором в качестве рабочего тела для вытеснения остатков СУГ и дегазации цистерны используют инертный газ - азот. Реализация предложенного способа осуществляется в устройстве, содержащем цистерну для перевозки СУГ, устройство для производства рабочего тела - азота, сборник конденсата, газоанализатор, подводящие и отводящие трубопроводы, контрольно-регулирующую и запорную арматуру.
Недостатком такого технического решения является то, что несконденсировавшийся УГ, насыщающий рабочее тело после выхода из цистерны, сбрасывают в атмосферу или подают на факел и сжигают. Это приводит к потерям УГ и ухудшает экологию.
Целью предлагаемого технического решения является повышение экономичности устройства, путем полной конденсации и сбора УГ при дегазации цистерн для перевозки СУГ, и улучшение экологии.
Предлагаемое устройство - установка дегазации цистерн для перевозки сжиженных углеводородных газов включает цистерну для перевозки СУГ, устройство для производства рабочего тела - азота, сборник конденсата, газоанализатор, подводящие и отводящие трубопроводы, контрольно-регулирующую и запорную арматуру, причем, в качестве устройства для получения рабочего тела - азота используется адсорбционная азотная установка, соединенная подводящим трубопроводом с цистерной и подпитывающим трубопроводом с отводящим трубопроводом, на котором установлены теплообменник предварительного охлаждения, теплообменник - конденсатор холодильной машины, фильтр - сепаратор и сборник СУГ, при этом теплообменник предварительного охлаждения соединен трубопроводом с паровой зоной фильтра-сепаратора, а жидкостная зона теплообменника - конденсатора соединена с трубопроводом отвода жидкости из фильтра-сепаратора в сборник СУГ, соединенный сливным трубопроводом с цистерной.
Для пояснения сущности предлагаемого технического решения на фиг.1 представлена установка дегазации цистерн для перевозки сжиженных углеводородных газов.
В цистерну 1 для перевозки СУГ по подводящему трубопроводу 2 через регулирующий вентиль 3, поддерживающий постоянное давление в цистерне, из азотной установки 4 подается рабочее тело - азот, обеспечивающее вытеснение остатков СУГ из цистерны по сливному трубопроводу 5 в сборник 6 СУГа и очистку цистерны от УГ. УГ растворяются в азоте и образовавшаяся смесь рабочего тела и УГ по отводящему трубопроводу 7 через регулирующий вентиль 8, устанавливающий расход смеси из цистерны, поступает в теплообменник 9 предварительного охлаждения. Из теплообменника 9 смесь поступает в теплообменник - конденсатор 10 холодильной машины 11. В теплообменнике-конденсаторе пары УГ, насыщающие рабочее тело, охлаждаются и конденсируются. Жидкая фаза из нижней части теплообменника - конденсатора 10 сливается по трубопроводу 12 в сборник СУГ, а паровая фаза с каплями УГ для окончательного отделения капель УГ от рабочего тела поступает в фильтр-сепаратор 13. Из нижней части фильтра-сепаратора 13 СУГ поступает по трубопроводу 14 в сборник 6, а из верхней части по трубопроводу 15, на котором установлен термометр 16, поток холодного азота, очищенный от паров УГ, отводится в теплообменник 9 предварительного охлаждения, где он охлаждает смесь, поступающую из цистерны 1. После прохождения теплообменника предварительного охлаждения 9 и контрольного замера чистоты азота газоанализатором 17, азот через регулирующий вентиль 18, поддерживающий давление в фильтре-сепараторе 13 на требуемом уровне, сбрасывается в атмосферу.
Часть азота из установки 4 по подпитывающему трубопроводу 19 через регулирующий вентиль 20 подается в поток смеси из цистерны 1, идущий в теплообменник 9 предварительного охлаждения. Регулирующий вентиль 20 управляется газоанализатором 21, замеряющим концентрацию паров УГ в рабочем теле. По сигналу газоанализатора 21 регулирующий вентиль 20 увеличивает или уменьшает количество чистого азота, добавляемое в смесь, обеспечивая тем самым оптимальную для конденсации УГ в теплообменнике - конденсаторе 10 концентрацию УГ.
Расход смеси рабочего тела и УГ из цистерны 1 регулируется вентилем 8 по сигналу от термометра 16 таким образом, чтобы выдерживалась заданная температура конденсации примеси УГ в зависимости от типа УГ (пропан, Н-бутан, Н- пентан, Н-гексан и др.).
Наличие в установке контрольно-регулирующей арматуры позволяет ей работать в автоматическом режиме.
Использование для получения рабочего тела адсорбционной азотной установки, теплообменника предварительного охлаждения, холодильной машины с теплообменником - конденсатором, фильтра-сепаратора и сборника СУГ позволяет повысить экономичность установки дегазации, путем полного отделения и сохранения УГ при дегазации цистерны, и улучшить экологию.
Установка дегазации цистерн для перевозки сжиженных углеводородных газов (СУГ), включающая цистерну для перевозки СУГ, устройство для производства рабочего тела - азота, сборник конденсата, газоанализатор, подводящие и отводящие трубопроводы, контрольно-регулирующую и запорную арматуру, отличающаяся тем, что в качестве устройства для получения рабочего тела используется адсорбционная азотная установка, соединенная подводящим трубопроводом с цистерной и подпитывающим трубопроводом - с отводящим трубопроводом, на котором установлены: теплообменник предварительного охлаждения, теплообменник-конденсатор холодильной машины, фильтр-сепаратор и сборник СУГ, причем теплообменник предварительного охлаждения соединен трубопроводом с паровой зоной фильтра-сепаратора, а жидкостная зона теплообменника-конденсатора соединена с трубопроводом отвода жидкости из фильтра-сепаратора в сборник СУГ, соединенный сливным трубопроводом с цистерной.
