Цилиндрический резервуар для нефтепродуктов

 

Изобретение относится к оборудованию для сбора, подготовки и хранения нефтепродуктов и может быть использовано в нефтяной промышленности. Оно решает задачу создания резервуара, надежного в работе, обеспечивающего сохранность в нефти ее ценных легких фракций, не загрязняющего атмосферу выбросами газообразных углеводородов. Для ее решения предложен резервуар, содержащий цилиндрический корпус и установленное в его нижней части устройство для наполнения и опорожнения резервуара, включающее трубопровод подвода и отвода нефтепродуктов и узел для направления движения потока жидкости, состоящий из рассекателя, отражательного экрана, направителей потока. Отличие заключается в том, что с целью повышения надежности работы резервуара, сокращения потерь нефти и снижения металлоемкости, на отражательном экране установлен цилиндр с днищем. Причем полость цилиндра сообщается с полостью узла для направления потока жидкости, а конец трубопровода продлен внутрь узла для направления потока жидкости и находится не ниже плоскости отражательного экрана. 2 ил.

Изобретение относится к сбору, подготовке и хранению нефти и нефтепродуктов и может быть использовано в нефтяной и нефтехимической промышленности.

Известен резервуар оснащенный устройством для наполнения и опорожнения резервуара, расположенным в нижней части цилиндрического корпуса резервуара и включающий распределитель содержащий ограничительные и промежуточные диски, трубопровод для отвода и подвода жидкости.

Известный резервуар позволяет несколько снизить процессы массообмена и массопереноса, происходящие в жидкости при его заполнении и опорожнении и уменьшить потери жидкости при ее выходе из междискового пространства. В этом случае, вновь поступающая в резервуар жидкость частично остается под слоем уже находящейся в резервуаре жидкости и не принимает участие в процессе испарения с поверхности жидкости в резервуаре, сохраняя наиболее ценные углеводороды.

Однако, вследствие прямолинейного направления движения жидкости при достижении ею стенки резервуара, часть жидкости начинает двигаться вверх по стенке резервуара, постепенно достигая поверхности жидкости, что приводит к потерям жидкости от испарения (особенно при небольших уровнях жидкости в резервуарах и диаметрах резервуаров).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой конструкции резервуара является резервуар содержащий цилиндрический корпус и установленное в его нижней части устройство для наполнения и опорожнения резервуара, включающее трубопровод для подвода и отвода нефтепродуктов и узел для направления движения потока жидкости, состоящий из рассекателя, отражательного экрана и направителя потока представляющего собой радиально установленные между рассекателем и отражательным экраном изогнутые в одну сторону пластины, радиус кривизны которых не превышает половины радиуса цилиндрического корпуса (цистерны).

Известный резервуар позволяет, сохраняя ламинарный режим движения струи жидкости, вводимой в резервуар через устройство для наполнения и опорожнения резервуара, организовать такое направление ее движения, при котором струя лишь касается стенки резервуара, медленно двигаясь по кругу вдоль нее на заданной высоте, постепенно теряя скорость без перемещения в вертикальном направлении по стенке резервуара и выхода ее на поверхность продукта.

Однако, при больших производительностях заполнения резервуара и малых вязкостях продукта, близких к вязкости бензина, устройство для наполнения и опорожнения резервуара может быть значительных размеров (это связано с достижением необходимой площади кольцевой щели на выходе жидкости из устройства, обеспечивающей ламинарный режим движения жидкости (порой соизмеримых с диаметром резервуара и как следствие большого веса (металлоемкости устройства).

В этом случае приходится искусственно ограничивать размеры устройства, что сказывается на качестве работы устройства и потерях продукта от испарения из резервуара.

Использование же промежуточных дисков с целью снижения диаметра устройства (авт свид. СССР N 1613425, кл. B 67 D 5/00) затруднено, а часто практически и невозможно из-за ограниченных размеров междискового расстояния (между ограничительными дисками) равного четверти диаметра подводящего (отводящего) трубопровода, между которыми необходимо еще разместить направляющие лопасти. Все это не позволяет значительно снизить металлоемкость устройства.

Целью изобретения является повышение надежности работы резервуара, сокращение потерь нефти, снижение металлоемкости резервуара.

Поставленная цель решается следующим образом. В резервуаре для нефтепродуктов, содержащем цилиндрический корпус и установленное в его нижней части устройство для наполнения и опорожнения резервуара, включающее трубопровод подвода и отвода нефтепродуктов и узел для направления движения потока жидкости, состоящий из рассекателя отражательного экрана, направителей потока, на отражательном экране установлен цилиндр с днищем, причем полость цилиндра сообщается с полостью узла для направления потока жидкости, а конец трубопровода продлен внутрь узла для направления потока жидкости, и находится не ниже плоскости отражательного экрана. Совокупность заявленных признаков позволяет при меньших габаритных размерах и при меньшей суммарной металлоемкости устройства для наполнения и опорожнения быстрее достичь ламинарного режима движения жидкости при выходе из устройства. Это достигается тем, что расстояния между рассекателем и отражательным экраном (высота междисковой щели) определяется уже, исходя не из диаметра отводящего (подводящего) трубопровода, имеющего ограниченные размеры (как в прототипе), а диаметром цилиндра с днищем, играющего роль подводящего (отводящего) трубопровода диаметр, которого значительно больше диаметра самого трубопровода (и может быть выполнен любого размера).

Расчетным путем определена формула, по которой можно найти расстояние h между рассекателем и отражательным экраном: где D диаметр цилиндра; d диаметр подводящего (отводящего) трубопровода.

Для того, чтобы цилиндр с днищем мог выполнять функции подводящего (отводящего) трубопровода, диаметр которого значительно больше диаметра искомого подводящего (отводящего) трубопровода, нужно так подать из него жидкость в цилиндр, чтобы при его минимальной высоте вся жидкость из подводящего трубопровода быстро смогла заполнить все его сечение и двигаться по цилиндру в устройство для наполнения и опорожнения резервуара. Для обеспечения гарантированной подачи всей жидкости из подводящего трубопровода в цилиндр, конец трубопровода должен находиться внутри цилиндра или, по крайней мере, не ниже нижней части цилиндра, определяемой плоскостью отражательного экрана. В случае, если конец трубопровода будет находиться ниже плоскости отражателя, часть жидкости будет сразу уходить в пространство между отражательным экраном и рассекателем, не заходя в цилиндр с днищем. В этом случае поток жидкости будет неуправляемым и достижение ламинарного режима на выходе из устройства неосуществимо.

Таким образом, надежность работы резервуара, сокращение потерь нефти, связанное с гарантированным достижением ламинарного режима движения жидкости на выходе из устройства для наполнения и опорожнения резервуара, снижение металлоемкости резервуара достигается взаимодействием формы и размеров цилиндра с днищем, местоположением конца трубопровода и, как следствие, меньшими размерами отражательного экрана и рассекателя.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема резервуара для нефтепродуктов, на фиг. 2 устройство для наполнения и опорожнения резервуара.

Резервуар состоит (фиг. 1) из цилиндрического корпуса 1, устройства 2 для наполнения и опорожнения резервуара, установленного в центре резервуара в его нижней части, подводящего (отводящего) трубопровода 3.

Устройство для наполнения и опорожнения резервуара (фиг. 2) включает подводящий (отводящий) трубопровод 3, отражательный экран 4, рассекатель 5, цилиндр 7 с днищем 8, установленный в середине рассекателя 4, изогнутые (направляющие) пластины 6, расположенные между отражательным экраном и рассекателем, конец трубопровода находится не ниже плоскости отражательного экрана 4 (на фиг. 2 совпадает с плоскостью экрана).

Резервуар работает следующим образом. Жидкость, поступающая в подводящий трубопровод 3 постоянного сечения, как правило, при турбулентном режиме движения, входит в цилиндр 7, ударяется о днище 8, в результате чего резко гасится ее скорость, растекается по цилиндру 8 и, изменив свое направление движения на противоположное, устремляется в кольцевое пространство между цилиндром 7 и концом трубопровода 3, имеющее площадь гораздо большую площади сечения трубопровода, вследствие чего жидкость уже с малой скоростью (за счет ее гашения о днище цилиндра, поворота и дальнейшего движения жидкости по большему сечению) поступает в пространство между отражательным экраном и рассекателем, где еще дополнительно резко снижается, т.к. кольцевое сечение между отражательным экраном и рассекателем увеличивается от центра к периферии, а расстояние между экраном и рассекателем значительно больше и, как следствие, значительно больше и проходное сечение, а значит меньше скорость течения жидкости и быстрее достигается ламинарный режим на выходе из устройства, т.к. расчет расстояния между отражательным экраном и рассекателем ведется уже с учетом диаметра цилиндра 7, имеющего гораздо больший диаметр, чем подводящий трубопровод. Одновременно, жидкость, перемещаясь от центра к периферии, приобретает криволинейное движение и, выходя из устройства, продвигается к стенке резервуара при ламинарном движении, двигаясь по окружности. По достижению стенки резервуара частички жидкости лишь касаются ее в горизонтальной плоскости без перемещения вдоль стенки наверх к ее поверхности, вновь поступающая в резервуар жидкость остается в его нижней части, не принимая участие в процессе испарения с ее поверхности в газовую зону резервуара.

Экономический эффект от применения предлагаемого резервуара может быть получен в результате снижения потерь жидкости за счет достижения гарантированного ламинарного режима движения жидкости из устройства, при котором исключается активное перемешивание жидкости в резервуаре; снижения металлоемкости устройства для наполнения и опорожнения резервуара. Кроме этого, снижаются вредные выбросы из резервуара, уменьшается взрыво- и пожароопасность. Предлагаемый резервуар прост по конструкции и может изготовляться непосредственно на предприятиях и промыслах.

Формула изобретения

Цилиндрический резервуар для нефтепродуктов, содержащий цилиндрический корпус и установленное в его нижней части устройство для наполнения и опорожнения резервуара, включающее трубопроводы подвода и отвода нефтепродуктов и узел направления потока движения нефтепродуктов, состоящий из рассекателя, отражательного экрана и направителей потока, отличающийся тем, что он снабжен установленным на отражательном экране цилиндром с днищем, полость которого сообщена с полостью узла направления потока движения нефтепродуктов, конец трубопровода для подвода и отвода размещен внутри узла для направления потока на уровне не ниже уровня размещения плоскости отражательного экрана, при этом рассекатель и отражательный экран узла направления потока нефтепродуктов размещены на расстоянии, определяемом по формуле где D диаметр цилиндра; d диаметр подводящего трубопровода.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2