Установка для рассеивания паров летучих углеводородов и воздуха при наливе нефти в железнодорожные цистерны
Установка для рассеивания паров летучих углеводородов и воздуха при наливе нефти в железнодорожные цистерны относится к области подготовки и отгрузки нефти железнодорожным транспортом и может быть использовано в нефтяной отрасли, на нефтебазах и нефтеперерабатывающих заводах. Установка содержит цистерны и крышки люков, на которых установлены патрубки для ввода нефти и вывода паров. Для отвода паров в безопасную зону используется вакуум-компрессор и емкость для щелочной очистки газа от меркаптанов и сероводорода. Контроль за содержанием кислорода и горючих газов, поступающих на прием вакуум-компрессор ведется с использованием датчиков, связанных с контроллером кабельной линией. При достижении предельных значений контроллер подает команду по кабелю на отсечной клапан и поступление горючего газа и воздуха, содержащего кислород, прекращается. Компрессор отключается.
Полезная модель относится к области подготовки и отгрузки нефти железнодорожным транспортом и может быть использован в нефтяной отрасли, на нефтебазах и нефтеперерабатывающих заводах.
Аналогом полезной модели является установка для верхнего налива нефти УНЖ6-1000АС-02 с автоматическим управлением и отводом паров.
Недостатком данного устройства является необходимость создания избыточного давления, чтобы пары воздуха и летучих углеводородов транспортировались и выбрасывались на большое расстояние. При создании большого давления крышка герметизированного верхнего налива нефти может самопроизвольно терять герметичность, так как сила паров на крышку может доходить до 200 и более килограмм и механизм прижима крышки к горловине цистерны не обеспечит данное усилие, как следствие будет проявляться загазованность в зоне налива нефти в железнодорожные цистерны (пары бензина, меркаптанов и сероводорода).
Сущностью полезной модели является откачка парогазовоздушной смеси вакуумным компрессором, прокачка паров через узел щелочной очистки от сероводорода и меркаптанов с последующим выбросом в атмосферу очищенных паров на большое расстояние от места налива нефти в железнодорожные цистерны.
Технический результат - предотвращение загазованности в зоне налива нефти.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - откачка паров летучих углеводородов из горловин железнодорожных цистерн с помощью вакуумного компрессора, очистка их от примесей сероводорода и меркаптанов в емкости с едким натром и рассеивания очищенных паров на свече рассеивания, находящейся за пределами зоны налива нефти в железнодорожные цистерны.
На фиг.1. приведена установка для рассеивания паров летучих углеводородов и воздуха при наливе в железнодорожные цистерны..
Установка состоит из железнодорожной цистерны 1, эстакады 2, гермитизированной горловины 3, ввода нефти, отвода паров 5, конденсатосборника 6, вакуум-компрессора 7, емкости с едким натром 8, свечи рассеивания 9, насоса для откачки конденсата 10, маслоотделителя 11, маслоохладителя 12, электродвигателя 13, обратного клапана 14.
Установка работает следующим образом: нефть с вертикальных резервуаров насосом откачивается на наливную эстакаду 2 и по трубопроводу 4 через герметизированную горловину 3 во внутрь железнодорожной цистерны 1. По мере заполнения железнодорожной цистерны пары летучих углеводородов, воздуха и примесей сероводорода и меркаптанов по трубопроводу 5 через конденсатосборник 6 через обратный клапан 14 поступают на прием вакуумного компрессора 7. При вращении алюминиевого ротора компрессора сжатый воздух в вакуумкомпрессоре смесь газов поступает через нагнетательные окна в полость лобовин, а из них по каналам в нагнетательный патрубок, а затем в присоединенный к нему маслоотделитель 11. Пары газов вместе с маслом, попадая в маслоотделитель, отделяются от масла и направляются в емкость с едким натром 8. Продукты реакции сероводорода и меркаптанов со щелочью периодически откачиваются в автоцистерну м вывозятся на очистные сооружения, очищенный газ направляется на свечу рассеивания 9 через огнепреградитель 19.
Масло из маслоотделителя 11 по трубопроводу через маслоохладитель 12 вновь поступает в вакуум-компрессор 7. Наличие масла в вакуум-компрессоре во время работы контролируется по смотровому окну маслоотделителя.
Содержание замеров воздуха и летучих углеводородов при заполнении железнодорожных цистерны нефтью приведены в таблице 1.
| Таблица 1. | |||||||||
| Проба газа |  1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Содержание воздуха в % при наливе нефти в ж.д. цистерны. | 82,129 | 79 | 29,2372 | 15,8097 | 13,0829 | 35,839 | 13,5014 | 9,3947 | 3,036 |
| Содержание кислорода, % вес. | 19,966 | 19,211 | 7,0092 | 3,7807 | 3,1113 | 8,6451 | 0,9446 | 0,6444 | 0,2076 |
| Содержание паров летучих углеводородов, % вес. | 17,81 | 20,661 | 70,693 | 84,116 | 86,846 | 64,094 | 86,437 | 89,851 | 96,823 |
| Содержание СО2 , % вес. | 0,059 | 0,059 | 0,0691 | 0,0742 | 0,0708 | 0,0667 | 0,061 | 0,0754 | 0,1407 |
| Содержание H2S | - | - | - | - | - | - | 0,0001 | - | - |
| Относительная плотность газа при t=20°C, Р=101,325 кПа | 1,115 | 1,130 | 1,5141 | 1,6311 | 1,6800 | 1,4359 |  | | |
| Молекулярный вес, у.е. | 32,237 | 32,641 | 43,242 | 46,204 | 47,562 | 40,876 | | | |
| Итого | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Примечание: | |||||||||
| 1 - ж.д. цистерна пуста перед наливом нефти; | |||||||||
| 2 - ж.д. цистерна заполнена нефтью на 1/3 объема; | |||||||||
| 3 - ж.д. цистерна заполнена нефтью на 1/2 объема. | |||||||||
| Объем цистерны - 60 м3; | |||||||||
| 4 - ж.д. цистерна заполнена нефтью на 1/2 объема. | |||||||||
| Объем цистерны - 60 м3; | |||||||||
| 5 - ж.д. цистерна заполнена нефтью на 1/3 объема. | |||||||||
| Объем цистерны - 60 м3; | |||||||||
| 6 - ж.д. цистерна заполнена нефтью на 1/3 объема. | |||||||||
| Объем цистерны - 68 м3; | |||||||||
| 7 - ж.д. цистерна 3 заполнена нефтью на 2/3 объема. |
| Объем цистерны - 60 м3; | |
| 8 - ж.д. цистерна 1 заполнена нефтью на 2/3 объема. | |
| Объем цистерны - 60 м3; | |
| 9 - ж.д. цистерна 2 заполнена нефтью на 2/3 объема. | |
| Объем цистерны - 68 м3. | |
Содержание воздуха при заполнении ж.д. цистерны меняется от 82% вес до 3,036% вес.
Содержание летучих углеводородов при заполнении ж.д. цистерны меняется от 17,8% вес до 96,8% вес.
Содержание CO2 при заполнении ж.д. цистерны меняется от 0,059% вес до 0,1407% вес.
Сероводород в пяти пробах отсутствует, а в одной пробе 0,0001% вес.
Контроль за содержанием кислорода и горючих газов в смеси ведется с помощью датчика 15, 16 и контроллера 17. При достижении предельных значений контроллер подает команду на отсечной клапан 16 и поступление горючих газов и кислорода на вакуум-компрессор прекращается.
В качестве датчиков используется:
15 - датчик измерения горючих газов OLCT5O (CnH 2n+2);
16 - датчик измерения кислорода OLCT5O (О2);
17 - контроллер (блок управления) МХ-32.
18 - клапан электромагнитный прямого двухстороннего действия.
Литература
1. Паспорт УНЖ6-100АС-02. г.Камышин - 2003 г. ООО «Камышинский опытный завод»
1. Установка для рассеивания паров летучих углеводородов и воздуха при наливе нефти в железнодорожные цистерны, отличающаяся тем, что отвод паров в безопасную зону осуществляется с использованием вакуумного компрессора и емкости щелочной очистки газа от примесей меркаптанов и сероводорода.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что датчики связаны кабельной линией с контроллером, осуществляющим подачу команды на прекращение поступления газов на компрессор по кабелю на отсечной электромагнитный клапан, для ведения контроля за содержанием кислорода в воздухе и горючих газов в смеси.
