Комбинированный комплекс обеспечения промышленной и экологической безопасности функционирования резервуарных парков, транспортных цистерн и складов нефти и/или нефтепродуктов или легковоспламеняющихся веществ с сохранением их товарных свойств

Полезная модель относится к нефтеперерабатывающей промышленности, а также другим отраслям где осуществляется транспортировка, прием, отпуск и хранение нефти, нефтепродуктов, углеводородов или легковоспламеняющихся жидкостей. Комплекс содержит хотя бы один стационарный резервуар 1, соединенный через насосную 2 с терминалами слива/налива в транспортные резервуары. Вытесняемый при наполнении объем паров по линии 6 и/или 12 принудительно подается газодувкой 10 на вход установки рекуперации 7 (УРП). Полученный УРП конденсат по линии 16 подается под нижний уровень резервуара-сборника конденсата 17. Одновременно при сливе продукта осуществляется наполнение опустошаемой газовой полости по линии 21 инертным газом (ИГ) - азотом, углекислым газом и другим нерадиоактивным газом главной подгруппы восьмой группы периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева, количество которого зависит от чистоты и требуемой конечной концентрации кислорода (310% в зависимости от типа вещества) и регулируется игольчатым вентилем 26. Подача ИГ в полость/и резервуара/ов определяется показаниями датчиков давления 33 и/или концентрации 19. Очищенный от углеводородов газ через «свечу рассеяния» 15 выбрасывается в атмосферу. Полезная модель повышает экологическую, промышленную безопасность функционирования объектов нефтехимических или нефтепродуктообеспечения, возвращая в товарооборот испарившиеся углеводороды, с одновременным сохранением их потребительских свойств. Одновременно повышается срок эксплуатации оборудования и коммуникаций, сокращается время регенерации тепломассообменного оборудования УРП.

Полезная модель относится к системам транспортировки, приема, отпуска и хранения нефти и нефтепродуктов, углеводородов в резервуарных парках пунктов сбора нефти и нефтеперекачивающих станций, и может быть использовано при хранении, приеме отпуске углеводородных жидкостей на нефте- и газоперерабатывающих заводах и нефтебазах, в нефтяной, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также других отраслях, связанных с хранением легкоиспаряющихся нефтепродуктов и других легковоспламеняющихся жидкостей, например при хранении и розничной реализации бензинов или присадок на территории городских АЗС, нефтебаз.

Предложенный комплекс может быть внедрен там, где применяются системы хранения и выдачи углеводородов: автозаправочные станции (АЗС), нефтебазы, базовые хранилища, нефтеперерабатывающие предприятия, автотранспортные предприятия, на территории которых осуществляется заправка транспорта, предприятия, имеющие в своем обороте легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие жидкости. Комплекс также может быть использован при транспорте получаемых в процессе подготовки нефти и газа таких продуктов, как недостаточно стабильных (по давлению насыщенных паров) нефтей, широких углеводородных фракций, а также углеводородов в виде конденсатов, образующихся при компримировании нефтяных газов, широкой фракции легких углеводородов (ШФЛУ), используя автомобильные и железнодорожные емкости (цистерны) а также танкеры. (Каспарьянц К.С. Промысловая подготовка нефти и газа, М., Недра. 1971).

Очевидным недостатком существующих систем налива в железнодорожные, автомобильные цистерны, речные и морские танкеры, а также в стационарный резервуарный парк можно считать безвозвратные и неконтролируемые потери ценнейших углеводородных фракций приводящие к загрязнению окружающей среды, ухудшению условий труда и повышению уровня промышленной опасности.

Известен способ хранения и налива испаряющихся продуктов, включающий подачу жидких продуктов насосом в цистерну и отвод из цистерны паров подаваемого в нее продукта (см. патент RU 2035365, кл. В65D 90/30, 20.05.1995).

Данный способ хранения и налива обеспечивает отвод паров жидкого продукта из цистерны, однако данный способ достаточно сложен, поскольку требует, кроме использования системы конденсации паров в холодильнике с отводом конденсата в специальную емкость, использования системы отвода несконденсировавшихся паров и газов (в том числе воздуха) в емкость, из которой наливают испаряющийся продукт в цистерну.

Известно техническое решение, предусматривающее хранение нефтепродуктов с утилизацией паров (а.с. СССР 1406074, кл. B65D 90/30, 1988 г.), согласно которому конденсация паровоздушной смеси (ПВС) производится путем барботажа последней через конденсатор, заполненный охлажденным нефтепродуктом. Предварительное охлаждение ПВС до 0°С обратным потоком холодного воздуха, позволяет как избежать ледяных пробок (при замерзании воды), так и уменьшить энергозатраты на предварительное охлаждение (до 0°С) ПВС. Недостатком данного способа охлаждения ПВС являются его ограниченные возможности, поскольку холода обратного потока выхоложенного воздуха оказывается недостаточно.

Известно техническое решение, также направленное на хранение нефтепродуктов с утилизацией паров (а.с. СССР 1406075, B65D 90/30, 1988 г.), заключающееся в отборе ПВС из газового пространства (ГП) резервуара, пропускании ее в режиме барботажа через слой того же нефтепродукта и возвращении воздуха после этого обратно в ГП резервуара. Охлаждение барботируемого нефтепродукта происходит до температуры, ниже температуры соответствующих придонных слоев нефтепродукта и выше температуры, соответствующей нулевому парциальному давлению паров, посредством охлаждения низкотемпературным хладагентом и термостатирования заглублением в грунт.

Однако данное решение обладает ограниченностью его применения для резервуаров с переменным сечением (цилиндрические типа РГС, трапецеидальные), поскольку в указанных типах резервуаров невозможно использование эффективных плавающих защитных покрытий. Последнее обстоятельство является важным, поскольку при обеднении ПВС в ГП, из-за конденсации углеводородов и одновременном возврате чистого воздуха в ГП резервуара, происходит донасыщение последнего углеводородами (дополнительное испарение с поверхности жидкости), что приводит к возрастанию внутрирезервуарного давления (обратный выдох). Несмотря на то, что возвращаемый, очищенный воздух имеет температуру более низкую, чем отбираемая смесь, данный эффект имеет место некоторое время, поскольку скорость охлаждения ГП возвращаемым воздухом, а следовательно и верхних слоев нефтепродуктов меньше, чем скорость испарения последних в пространстве ненасыщенными углеводородами. В указанном решении используется плавающее покрытие и поэтому возможно сколь угодно малое обеднение или выхолаживание ГП резервуара без ущерба для сохранности нефтепродукта. При этом скорость нарастания концентрации углеводородов в несколько раз меньше, чем над незащищенной поверхностью.

Известен Морской технологический комплекс для производства углеводородного топлива из нефти и газового конденсата (Патент РФ 2312185, 2006 г. кл. Е02В 17/00) вблизи мест их добычи, содержащий сырьевые и товарные емкости для готового углеводородного топлива, установки очистки и обезвоживания исходного углеводородного сырья и нефтеперерабатывающие установки, выполненные в блочно-модульном исполнении и размещенные на установленном на морском дне носителе, имеющем корпус, выполненный в виде понтона с палубой и балластными отсеками, и надстройку с автоматизированным постом управления и контроля. Недостатком данного комплекса является отсутствие в его составе установки/системы улавливания и рекуперации образующихся при работе углеводородных паров, а также средств обеспечивающих флегматизацию газового пространства (ГП) сырьевых резервуаров отпускаемых нефтепродуктов.

Известна Технологическая схема улавливания углеводородных паров при наливе в цистерны (Патент РФ 2367494, 2008 г, кл. B65D 90/30), состоящая из цистерны с подводом закачиваемых углеводородов и отводом уловленных газообразных продуктов, последовательно соединенных теплообменником и фракционирующим конденсатором, сообщенным по конденсату с приемной емкостью, а по газу - с газгольдером, соединенным с компрессором. Компрессор сообщен с блоком адсорберов для извлечения тяжелых углеводородов, вывод которых после регенерации адсорберов сообщен с конденсатором-холодильником, приемной емкостью и разделительной емкостью и через насос с подводом углеводородов, закачиваемых обратно в цистерну. Недостатком рассмотренной системы является отсутствие технического устройства, обеспечивающего наполнение инертной средой полости цистерн при сливе.

Также известны другие технические решения в рассматриваемой области, патент США 5476986, 1995 г.; патент США 5490873, 1996 г.; патент США 5185486, 1993 г.; патент Японии 08-048984, 1996 г.; патент РФ 2050170, 1995 г.; патент РФ 2193001, 2002 г.

При сливе, наливе, транспортировке и хранении нефть/нефтепродукты или ЛВЖ принудительно перемещаясь, аэрируются, что приводит к абсорбционной диффузии кислорода, последний в свою очередь приводит к существенному изменению качества, образованию смол и осадков, которые в свою очередь являются одной из главных причин выхода из строя топливной аппаратуры. Помимо прочего, наличие окислителя в нефтепродуктах приводит к интенсивной коррозии конструкционных материалов, особенно это касается нефтепродуктов с высоким содержанием серы и сернистых соединений, которые взаимодействуя со стенками резервуаров, образуют пирофорные соединения, способные самовозгораться в среде кислорода, кроме того пероксиды, образующиеся при окислении бензинов, снижают октановое число моторных топлив до пяти единиц.

Кроме кислорода в нефть/нефтепродукты и ЛВЖ диффундируют водяные пары, находящиеся в соответствии с законом Генри в равновесной концентрации прямо пропорционально относительной влажности воздуха при температуре нефтепродукта и/или ЛВЖ.

При охлаждении находящиеся в ГП водяные пары конденсируются в коллоидные капли, укрупняющиеся и оседающие в подтопливном слое, впоследствии приводящие к увеличению содержания воды в товарном продукте: нефти/нефтепродукте или ЛВЖ. Кроме того, российские топлива отличаются высокой смольностью, отсутствием смазывающих свойств, что дополнительно усиливает необходимость наличия систем сокращения испарения и ограничения контакта нефтепродукта или ЛВЖ с кислородом, содержащемся в воздухе.

Известно защитное-антиокислительное действие нерадиоактивных газов главной подгруппы восьмой группы периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева, а также азота и углекислого газа на нефтепродукты при их хранении (Изменение качества нефтепродуктов в процессе доставки их потребителю Левитин Р.Е., Нефтегазовое дело 2007 г., http//www. ogbus.ru).

Известен опыт использования азота в качестве инертной среды газового пространства резервуара. Использование газообразного азота в качестве добавки к газовому пространству резервуаров по следующим причинам повышает взрывобезопасность хранения нефтепродуктов (Дмитриев В.Г. Экологическая безопасность резервуарных парков для нефти и нефтепродуктов / В.Г.Дмитриев, В.А.Шабашев // Транспорт и хранение нефтепродуктов. - 2004. - 1. - С.13-15.). Во-первых, в атмосфере газового пространства резервуара снижается содержание кислорода, соответственно снижается удельное энерговыделение реакции окисления углеводородов. Во-вторых, с возрастанием содержания инертной добавки падает температура, достигаемая в процессе горения. Теплота, выделяющаяся при окислении углеводородов, расходуется на нагрев продуктов реакции и балластного азота, повышение содержания азота в ГП резервуара приводит к снижению скорости реакции окисления. Кроме азота наименьшей реакционной способностью обладают нерадиоактивные газы восьмой группы - инертные, поскольку наличие разницы в молекулярной массе этих газов содержащихся над свободной поверхностью жидких углеводородов определяет скорость испарения последних. Доказано, что скорость диффузии в значительной степени определяет конечный объем испарившегося нефтепродукта и наиболее выгодным с точки зрения сокращения объема испарившегося продукта, является газ, обладающий наименьшей молекулярной массой - гелий, но его использование сопряжено с неудобствами вызванными сверхтекучестью. Для хранения нефтепродуктов использование инертных газов высокой чистоты (выше 97.0%) экономически нецелесообразно, поэтому требуемое время продувки газом-флегматизатором содержащим незначительные (до 10% объ.) примеси для достижения требуемой безопасной концентрации кислорода определяется по корреляции вида:

позволяющую определить время наддува (ч)

где

C_ф - концентрация кислорода в ИГ;

C_нач - начальная концентрация кислорода в ГП резервуара или в ПВС;

C_к - конечная концентрация кислорода в резервуаре постоянного объема;

- расход ИГ, м³/ч;

V_рез - объем ГП резервуара, м³.

Если известен расход выкачки, то замещаемый его расход газа-флегматизатора может быть определен по формуле (2):

где

V_ВЫК - расход выкачки, м³/ч.

В зависимости от марки нефти/нефтепродукта, находящегося в резервуаре, значения концентрации кислорода поддерживаются до различных величин, например, для сернистых нефтей она составляет величину до 3% объема, для бензинов - до 5%, для мазутов - до 5-6% и т.д. При указанных значениях концентрации полностью обеспечивается промышленная безопасность (ПБ), даже при наличии инициаторов пламени.

Вводимый в газовую полость ИГ, кроме антиокислительного действия выполняет роль газа-осушителя, поскольку происходит диффузия воды из топлива в ГП резервуара до равновесного состояния, определяемого законом Генри.

На основании анализа информации о существующем уровне техники в данной области из известных технологических комплексов и систем для хранения, перевалки, налива, отпуска углеводородного топлива наиболее близок способ хранения сероводород - и/или меркаптансодержащей нефти, нефтепродуктов и газоконденсата в резервуаре под атмосферой инертного газа (Пат. РФ 2189340, кл. B65D 90/28) состоящий в том, что в газоконденсат вводят сжатый воздух в присутствии катализаторов при давлении 0,3-3,0 МПа. После снижения давления до 0.10.6 МПа из раствора выделяется азот, образовывая воздушную подушку над жидкостью. Недостатком данного способа является наличие дорогостоящих катализаторов и высокое давление осуществления процесса, приводящее к разрушению резервуаров емкостью более 1 м³.

Известна установка предупреждения взрывов и экологической защиты резервуаров с нефтепродуктами, содержащая резервуар, соединенный с устройством слива-налива нефти, систему получения инертной среды, включающую устройство воспроизводства инертной среды, соединенное посредством трубопровода подачи инертной среды, оснащенного регулятором давления, с установленным на нем сборником инертной среды, выполненным в виде ресивера, сбросный тракт с клапаном, компрессор (Патент РФ на Полезная модель 2211062 С1, МПК А62С 3/06, опубл. 27.08.2003 г., бюл. 24).

Невозможность достижения установкой аналога технического результата, обеспечиваемого заявляемым комбинированным комплексом, обуславливается необходимостью наличия в ней периодически подъезжающего транспортного средства для заполнения резервуара нефтепродуктами и приема вытесняемой из надтопливной полости резервуара парогазовой смеси, что создает необходимость использования либо цистерн, либо жидкостных трубопроводов. Отсутствие газовых линий связи приводит к тому, что в режиме заполнения резервуаров будут происходить выбросы парогазовой среды в атмосферу, что нарушает установленные требования в области обеспечения экологической безопасности, а также создавать взрывопожарную ситуацию за пределами резервуара, особенно в летнее время.

Кроме того, указанное устройство не решает комплексной проблемы по совместной промышленной и экологической безопасности вследствие отсутствия в нем средств, решающих вопросы промышленной безопасности.

Также известны другие технические решения в рассматриваемой области патент РФ 2000107678, 2002 г; патент РФ 2247586 2005 г.

Наиболее близким техническим решением является комбинированный комплекс обеспечения взрывопожарной и экологической безопасности резервуарных парков и складов нефти и/или нефтепродуктов (пат. РФ 2372955 кл. А62С 3/06) состоящий из азотдобывающей станции, системы трубопроводов, компрессора, оборудованного байпасной линией, резервуаров и системы поддержания инертной газовой среды. Невозможность достижения технического результата, обеспечиваемого указанным устройством прототипа, обуславливается тем, что конденсация углеводородов после сжатия компрессором до 10 атм. и охлаждением температурой окружающего воздуха является недостаточной для обеспечения экологической безопасности и составляет 80% (а.с. СССР 1331743). Увеличение степени сжатия приводит к существенному удорожанию компрессора.

Используемый в прототипе ресивер для промежуточного хранения утилизируемой паровоздушной смеси требует либо большой объем при малом давлении хранения, либо большую толщину стенок. Так для резервуара РВС 5000 заполненного на 70% жидкостью при последующем заполнении на 20% (1000 м ³) потребуется ресивер объемом более 20 м³ и рабочим давлением до 10 атм. Сосуды с такими параметрами промышленностью не выпускаются серийно. Применение ресивера меньшего объема приводит к неконтролируемому выбросу углеводородов в окружающую среду, что ухудшает экологическую и противопожарную ситуацию.

В устройстве прототипа отсутствуют меры по предотвращению взрывов за счет образования статического электричества при сливе конденсата устройством сверху в надтопливную полость.

Невозможность достижения технического результата, обеспечиваемого указанным устройством прототипа, обуславливается тем, что при использовании в качестве системы получения инертной среды установок коротко-цикловой адсорбции или мембранных получаемый газообразный азот содержит примеси (до 10% объ.), что требует, согласно формулам (1), (2) увеличения расхода при флегматизации. Вдобавок, использование подвозимого жидкого азота с последующей газификацией ставит работоспособность установки в зависимость от поставщика данного продукта.

Таким образом, как показал анализ выявленной информации о существующем уровне техники в данной области, известные системы налива, улавливания паров углеводородов и обеспечения противопожарной и экологической безопасности не обеспечивают одновременно простоту, автономность, экономичность, реализуемость на современном уровне техники.

Задачей является создание комплексной системы обеспечивающую совместно экологическую и промышленную безопасность проведения технологических операций хранения и налива нефти/нефтепродуктов или легковоспламеняющихся жидкостей в стационарные и/или транспортные резервуары, за счет улавливания паров выбрасываемых в атмосферу и наддуве ГП резервуаров ИГ, что в совокупности обеспечит сохранность товарных свойств нефтепродуктов, в частности для моторных топлив снижение содержания воды, устранение смолообразования и образования пероксидов, сохранение фракционнного состава, плотности, снижения коррозии конструкционных материалов, снижение потерь углеводородов (нефти, нефтепродуктов, ЛВЖ и т.п.) от испарения за счет их возврата, эффективной установкой улавливания и рекуперации (УРП) паров углеводородов, при реализуемости на сегодняшнем уровне развития техники.

Поставленный технический результат достигается тем, что предлагается комплексная система обеспечения взрывопожарной и экологической безопасности резервуарных парков, складов нефти и/или нефтепродуктов или легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ), содержащая, по меньшей мере, один резервуар, соединенный с устройством слива-налива нефти и/или нефтепродуктов или ЛВЖ через насосную, систему формирования и регулирования инертной газовой среды (система флегматизации), включающую, по меньшей мере, компрессор, промежуточный ресивер, устройство отвода воды и газовых примесей, регулятор давления и расхода, трехходовый вентиль, фильтр-очиститель, рампу с резервным запасом ИГ, измеритель концентрации, устройство сбора конденсата, соединенное с выходом УРП, газоуравнительную систему (обвязку) резервуаров, трубопровод «свечи рассеивания», связанный одним концом с атмосферой, а вторым сообщающийся с надтопливной полостью резервуара-сборником конденсата, устройство контроля уровня жидкости резервуара-сборника конденсата, устройства управления и контроля давления в трубопроводной системе и ГП резервуаров, нагнетатели-газодувки, соединенные посредством трубопровода подачи инертной среды, через обратные клапаны со входом УРП, устройство контроля и регулирования объемной производительности газодувок-нагнетателей, технологические трубопроводы для обеспечения экологической безопасности комплекса.

Предложенная комплексная система отличается от известной тем, что обеспечение экологической безопасности обеспечивается улавливанием углеводородов отдельной установкой, работающей на известных физических принципах: конденсация охлаждением, абсорбции на диз. топливе с последующей десорбцией, адсорбцией на угле и т.п.; обеспечение промышленной безопасности резервуарного парка, эстакад налива в транспортные емкости, функционально разделенных на участки приема и выдачи нефтепродукта и сохранности потребительских свойств продукта (углеводородов) обеспечивается флегматизацией ГП резервуаров нерадиоактивными газами главной подгруппы восьмой группы периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева (He, Ne, Ar, Kr, Xe), азотом или углекислым газом при их опорожнении, получаемых системой флегматизации в количестве, вычисленном по формулам (1) или (2); обеспечение герметичности при работе системы осуществляется отбором и подачей ПВС на вход УРП микронагнетателями-газодувками с регулируемой ШИМ-производительностью, соединенной герметично резервуаром-сборником уловленного конденсата с установкой флегматизации и рекуперации (вход - по газу, выход по конденсату) с подачей уловленного конденсата углеводородов под нижний уровень нефтепродукта, что исключает образование статического электричества; минимальное время наддува (или требуемый расход) нерадиоактивными газами главной подгруппы восьмой группы периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева, азотом или углекислым газом с примесями при выкачке нефтепродукта из резервуара и/или транспортной емкости рассчитывается по формулам (1 или 2).

Указанные в отличительной части формулы признаки позволяют считать предложенное техническое решение соответствующим критерию «новизна». Поскольку совокупность признаков отличительной и ограничительной частей неизвестны из научно-технической и патентной литературы, то оно соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».

Сущность предложенной полезной модели иллюстрируется на чертеже.

Обозначения на чертеже:

1 - стационарный резервуар/ы;

2 - насосная;

3 - эстакада налива;

4 - терминал налива (транспортный резервуар)эстакады 3;

5 - терминал слива (транспортный резервуар)эстакады 3;

6 - линия подачи ПВС на УРП с терминала налива;

7 - установка рекуперации паров (УРП);

8 - система флегматизации (генерации ИГ);

9 - обратный клапан на входе УРП;

10 - вихревой компрессор (газодувка);

11 - измеритель производительности газодувки;

12 - газоуравнительная система (ГУС) резервуаров;

13 - широтно-импульсный модулятор напряжения питания газодувки;

14 - регулятор давления «до себя» в линии деаэрации;

15 - линия наполнения стационарных резервуаров;

16 - линия слива конденсата под нижний уровень;

17 - резервуар-сборник конденсата;

18 - вихревой компрессор (газодувка);

19 - обратный клапан линии рециркуляции;

20 - взрывозащищенный э/м клапан подачи ИГ в стационарные резервуары;

21 - линия подачи ИГ в транспортные резервуары при сливе;

22 - воздушный компрессор;

23 - устройство выделения(генерации) ИГ из воздуха;

24 - средство отвода воды, кислорода и прочих примесей;

25 - фильтр тонкой очистки;

26 - ресивер-накопитель ИГ;

27 - трехходовый вентиль;

28 - сетевой редуктор;

29 - регулятор расхода-линейный вентиль;

30 - рампа с баллонами ИГ высокого (до 200 атм.) давления;

31 - понижающий редуктор;

32 - устройство контроля уровня конденсата в резервуаре 17;

33 - измеритель вакуума/давления (тягонапоромер);

34 - взрывозащищенный э/м клапан подачи ИГ в транспортные резервуары;

35 - измеритель концентрации кислорода в ГП резервуаров.

На чертеже представлена функциональная схема поясняющая сущность предложенной полезной модели комбинированного комплекса обеспечения промышленной и экологической безопасности функционирования резервуарных парков, транспортных цистерн и складов нефти и/или нефтепродуктов или легковоспламеняющихся веществ с сохранением их товарных свойств

Комбинированный комплекс содержит один или несколько стационарных резервуаров 1, соединенных через насосную 2 с эстакадой налива 3 нефти/нефтепродуктов или ЛВЖ в транспортные емкости функционально разделенную на терминалы приема 4 и отпуска 5 продукта, соединенные трубопроводами 6 с установкой рекуперации 7 и системой флегматизации 8 соответственно. Работа газодувки 10 управляется измерителем производительности 11 и датчиком давления 33 в газоуравнительной системе (ГУС) 12. Рабочий диапазон давлений в ГУС 12: включение устройства 10 более 1500 Па, отключения менее 100 Па. Ко входу УРП 7 через обратный клапан 9 подключена нагнетатель-газодувка 10 объемного типа, производительность которой регулируется ШИМ регулятором 13. Выход УРП, отводящий очищенный воздух или ИГ, соединен через регулятор давления до себя 14 с трубопроводом «свечи рассеяния» 15. Уловленные сконденсированные пары нефти/нефтепродуктов или ЛВЖ по трубопроводу 16 подаются под нижний уровень сборника-конденсата 17. Газовая полость резервуара 17 соединена линией рециркуляции, включающей микронагнетатель-газодувку 18, обратный клапан 19, патрубок входа УРП (на схеме не показан). Давление на выходе обратного клапана 19 должно быть не менее давления на выходе обратного клапана 9 газодувки 10. На трубопроводе ГУС 12 смонтировано устройство измерения концентрации кислорода 35, открывающее электромагнитный клапан 20 линии подачи ИГ 21 системы флегматизации 8.

Система флегматизации-формирования ИГ 3 в комплексе содержит в себе компрессор 22, устройство генерации ИГ 23,со средством отвода воды, кислорода и прочих примесей 24, соединенное через фильтр тонкой очистки 25 с ресивером-накопителем ИГ 26, выход которого через трехходовый вентиль 27 соединен с сетевым редуктором 26. Дозирование подачи ИГ в линии 20 и 21 осуществляется игольчатым вентилем 29.

Работа комплекса осуществляется в трех режимах: налива нефти и/или нефтепродуктов или ЛВЖ в транспортный и/или стационарный резервуар, опорожнения резервуара и нештатного режима.

В режиме налива, а следовательно постепенного наполнения резервуара его ГП постепенно уменьшается, давление в трубопроводе подачи газа (6 и/или 12) повышается, что приводит к срабатыванию датчиков 11, запускающих откачную газодувку 10. ПВС нагнетаемая газодувкой на вход УРП очищается, конденсат по линии 16 поступает под уровень резервуара 17, а очищенная смесь газов, существовавшая в трубопроводах газоуравнительной системы до налива нефти/нефтепродукта/ ЛВЖ, и из газового пространства полости резервуара вытесняется, в атмосферу через «свечу рассеяния» 15. При работе УРП, для обеспечения слива получаемого конденсата под уровень, создаваемое в ГП резервуара 17 разрежение создается газодувкой 18,которая заставляет циркулировать по контуру: ГП->газодувка 18->ОК 19->вход УРП 7. По наполнению резервуара 17 до верха, устройство контроля уровня 32 формирует сигнал насосной 2,на откачку конденсата в резервуар 1 и одновременное открытие электромагнитного клапана 20 подачи ИГ в линию 21. Изменение давления в линии 12, характеризующее степень наполнения, фиксируется датчиком давления 33 и измерителем производительности 11, которые посредством ШИМ регулятора 13, регулируют производительность откачки паров (изменяя число оборотов) вихревой газодувки 10.

В режиме опорожнения стационарного резервуара - уровень в ГП, а следовательно и давление понижаются, датчик 33 формирует сигнал на открытие вентиля подачи ИГ (20) и включения газодувки 10. В этом режиме осуществляется принудительная вентиляция ИГ УРП 7, ГП резервуара 17 и трубопроводов 21, 12, 15. При опорожнении передвижного резервуара сигнал с насосной 2 открывает вентиль 34 подачи ИГ.

Нештатный режим работы возникает в случае уменьшения давления в ГП или увеличения давления и/или концентрации кислорода в линии 12. В случае увеличения концентрации кислорода в линии 12 устройство измерения концентрации кислорода 35 открывает вентиль 20, включает газодувку 10 и осуществляется принудительная вентиляция (продувка) ГП и соединительных трубопроводов ИГ до уровня содержания кислорода до взрывобезопасных значений. В случае уменьшения давления в ГП датчик давления 33 в резервуаре 1 открывает вентиль 20 и осуществляется только наддув до рабочей величины давления в ГП (15002000 Па). В случае повышения давления в ГП датчик давления 33 в резервуаре 1 включает газодувку 10 осуществляется откачка паров с одновременной их рекуперацией через УРП 7 до рабочей величины давления в ГП (100200 Па).

Следующие конкретные элементы могут использоваться для создания предложенного комплекса:

Резервуары (емкости) для хранения нефтепродукта производства ОАО "Уралтехнострой-Туймазыхиммаш", Республика Башкортостан на 10, 25, 50, 75, 100 м³, ОАО «Резметкон» г.Батайск или серийно выпускаемые ГУП нефтебаза "Красный Яр", Новосибирская обл., резервуары типа РГС/РГСП, ЕП и т.д. Эстакада налива АСН,УСН,УПВС и насосы производства ОАО "Пром-прибор", г.Ливны. Вихревые компрессоры-газодувки производства ООО «НПФ «Энга», г.Москва. Установка рекуперации паров-конденсационного типа «ЭРЕСТ» производства ГП Опытный завод МГТУ им. Н.Э.Баумана; абсорбционного типа АСУР-ПБ производства ООО «Инотех», г.Москва. Регуляторы давления, сетевые редукторы, понижающие редукторы производства "Барнаульский аппаратурно-механический завод", г.Барнаул. Ресиверы производства ООО «Ремеза», г.Москва. Мембранные генераторы азота, углекислого газа производства ОАО «Грасис», г.Москва, ОАО "Криогенмаш", г.Балашиха, "Air Liquide" (Франция) или "Ceccato Aria Compressa S.p.A." (Италия). Вентили производства "Giacomini" или «STC» (Италия), обратные клапаны производства компаний «VYC» или «ADCA» (Италия) датчики кислорода фирмы ФГУП НПП «Дельта», взрывозащищенные электромагнитные вентили производства ООО «НПП «Сенсор», г.Зареченский, Пензенская область. Рампа производства ЗАО «Мидасот», г.Москва, тягонапоромеры производства ООО «НПО «Юмас», г.Москва, ШИМ-регуляторы производства ООО «ПО ОВЕН», г.Москва.

Использование предложенного комплекса позволяет не только повысить экологическую (за счет снижения концентрации вытесняемых паров на 99%) и промышленную (за счет флегматизации ГП) безопасности проведения операций по хранению, перевалке, отпуску и приему нефти, нефтепродуктов, углеводородного топлива или легковоспламеняющихся жидкостей на складах, терминалах налива и других объектах нефтепродуктообеспечения с одновременным обеспечением сохранности потребительских свойств нефтепродуктов (гигроскопичность, смольность, фракционный состав, плотность, октановое число), уменьшить размер санитарно-защитной зоны на 25%, но и возвратить в товарооборот испарившиеся вещества. Обезвоживание ГП и продукта способствует увеличению срока эксплуатации металлических резервуаров, трубопроводов, запорной и регулирующей арматуры, теплообменной аппаратуры УРП, также сокращается время выхода на режим оборудования УРП после регенерации.

1. Комбинированный комплекс обеспечения промышленной и экологической безопасности функционирования резервуарных парков, транспортных цистерн, и складов нефти и/или нефтепродуктов или легковоспламеняющихся веществ с сохранением их товарных свойств, содержащий по меньшей мере один резервуар (1), соединенный через насосную (2), эстакаду налива (3) нефти/нефтепродуктов или легковоспламеняющихся веществ, состоящую из терминалов слива (4) / налива (5), оснащенных устройствами отбора/подачи паров соответственно, с транспортным резервуаром, запорную арматуру в виде взрывозащищенных электрических или пневматических клапанов (20, 34), систему флегматизации (8), включающую в себя по меньшей мере один компрессор (22), ресивер (26), фильтр тонкой очистки (25) и сетевой редуктор (28), газоуравнительную систему (12, 21), соединенную с трубопроводом свечи рассеяния (15), связанным с атмосферой, отличающийся тем, что с целью повышения экологической безопасности-уменьшения загрязнения окружающей среды (до 99,9%), сохранения материально-сырьевого баланса товарооборота предприятия, вытесняемая при наливе нефти/нефтепродуктов или легковоспламеняющихся веществ (ЛВЖ) в транспортные и/или стационарные емкости паровоздушная смесь (ПВС) через газоуравнительную линию (6 и/или 12) подается на вход установки рекуперации паров (УРП) (7) посредством газодувки-нагнетателя (10), с целью обеспечения промышленной безопасности, снижения размеров санитарно-защитной зоны на 25%, организовываемой вокруг предприятий и сохранения товарных/потребительских свойств нефтепродуктов или ЛВЖ, за счет устранения окислительных процессов и обезвоживания газовой полости освобождаемый при сливе транспортный и/или стационарный объем заполняется инертным газом (ИГ)-флегматизатором.

2. Комбинированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что в качестве ИГ используются азот, углекислый газ и другие нерадиоактивные газы главной подгруппы восьмой группы периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева.

3. Комбинированный комплекс по пп.1 и 2, отличающийся тем, что устройство генерации ИГ (23) выполнено в виде мембранной установки или короткоцикловой абсорбции.

4. Комбинированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что регулятор расхода ИГ (29) выполнен в виде игольчатого вентиля или пилотного электромагнитного вентиля во взрывозащищенном исполнении.

5. Комбинированный комплекс по пп.1,2 и 4, отличающийся тем, что устройство генерации ИГ выполнено в виде рампы (30) соединяющий баллоны высокого (до 200 атм.) давления ИГ с понижающим редуктором.

6. Комбинированный комплекс по пп.1,2 и 5, отличающийся тем, что требуемое время продувки заполненного объема транспортной и/или стационарной емкости ИГ для обеспечения промышленной безопасности и сохранения товарных свойств нефтепродуктов и ЛВЖ определяется из следующего соотношения:

,

где С_ф - концентрация кислорода в инертном газе;

С_нач - начальная концентрация кислорода в ГП резервуара или в ПВС;

С_к - конечная концентрация кислорода в резервуаре постоянного объема, определяемая маркой нефтепродукта или ЛВЖ;

- расход газа-разбавителя, м³/ч;

V _рез - объем ГП резервуара, м³.

7. Комбинированный комплекс по пп.1,2 и 5, отличающийся тем, что подаваемый в емкости объемный расход ИГ при сливе из товарных и/или стационарных резервуаров для обеспечения промышленной безопасности, снижения размеров санитарно-защитной зоны и сохранения товарных свойств нефтепродуктов и ЛВЖ определяется из следующего соотношения:

,

где V_вык - расход выкачки, м³ /ч.

8. Комбинированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что установка рекуперации паров нефти/нефтепродуктов или ЛВЖ (7) использует в своей работе известные технологии извлечения компонентов из смеси: конденсационные, абсорбционные, адсорбционные или их произвольные сочетания.

9. Комбинированный комплекс по пп.1 и 8, отличающийся тем, что уловленный конденсат подается под нижний уровень сборника конденсата (17).

10. Комбинированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что устройство подачи ПВС на вход УРП содержит по меньшей мере одну газодувку - вихревой компрессор (10), обратный клапан (9) и устройство контроля производительности (11).

11. Комбинированный комплекс по пп.1 и 10, отличающийся тем, что объемный расход вихревого компрессора для откачки-транспортировки ПВС регулируется устройством контроля производительности, связанным с широтно-ипульсным модулятором (ШИМ) (13) напряжения питания электродвигателя компрессора.

12. Комбинированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что ГП резервуаров, ГУС и УРП, сборник конденсата находятся под избыточным давлением ИГ 10001500 Па.

13. Комбинированный комплекс по пп.1 и 12, отличающийся тем, что требуемая величина давления обеспечивается регулятором давления «до себя» (14).

14. Комбинированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что транспортные резервуары терминала налива эстакады при опорожнении подключается к системе флегматизации посредством трубопровода подачи паров (21) ИГ.

15. Комбинированный комплекс по пп.1 и 14, отличающийся тем, что транспортными резервуарами являются автомобильные, железнодорожные цистерны, емкости речных или морских танкеров, бензобак грузового или легкового автомобиля, металлические бочки и т.п.