Установка для хранения легкоиспаряющихся жидкостей

Установка для хранения легкоиспаряющихся жидкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам для сокращения по терь легкоиспаряющихся жидкостей при их хранении . Оно может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатьшающей и химической промышпенности. Целью изобретения является повышение надежности хранения. Эта цель достигается тем, что на газовом трубопроводе последовательно за основным клапаном с мембранной полостью установлен дополнительный клапан с мембранной полостью, которая посредством патрубка соединена с газовым пространством резервуара. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (511 g В 65 D 90/30 90/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOlNY СВИДЕ П=ЛЬСТБУ объедидобычи

СССР

1985.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4258305/28-13 (22) 05.06.87 (46) 30.01,89. Бюл. 9 4 (71) Научно-производственное нение по термическим методам нефти "Союэтермнефть" (72) А.Е.Ольгин (53) 621.642.3(088.8) (56) Авторское свидетельство

Ф 1174345, кл. В 65 D 90/32, (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ЛЕГКОИСПАРЯЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ (57) Изобретение относится к устройИзобретение относится к устройствам для сокращения потерь легкоиспаряющихся жидкостей при их хранении и может быть использовано, например, в нефтедобывающей и химической промышленности.

Цель изобретения — повьппение надежности хранения, Введение новых элементов и конструктивное исполнение позволяет повысить надежность хранения легкоиспаряющихся жидкостей в данной установке.

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая установка для хранения легкоиспаряющихся жидкостей, схема соединения резервуаров; на фиг. 2— то же, с одним резервуаром.

Установка для хранения легкоиспаряющихся жидкостей содержит группу атмосферных резервуаров 1-3 (не менее одного — количество резервуаров, ствам для сокращения потерь легкоиспаряющихся жидкостей при их хранении, Оно может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и химической промыпшенности. Целью изобретения является повьпление надежности хранения. Эта цель достигается тем, что на газовом трубопроводе последовательно за основным клапаном с мембранной полостью установлен дополнительный клапан с мембранной полостью, которая посредством патрубка соединена с газовым пространством резервуара. 2 ил. объединенных в газоуравнительную систему, не ограничивается). Газовое пространство резервуаров соединяется с выходом емкости 4 высокого давле5 ния через последовательно попарно установленные клапаны 5 и 6 (для резервуара 1) 7 и 8 (для резервуара 2), 9 и 10 (для резервуара 3) и вентили 1113. Мембранная полость нормально открытых (НО) клапанов 5, 7 и 9 соединена с газовым пространством каждого резервуара через реле 14-16 соответственно. Мембранная полость нормально закрытых (НЗ) клапанов 6, 8 и 10 соединена непосредственно с газовым пространством резервуаров 1-3. Клапан

5 состоит иэ седла 17, затвора 18, груза 19 и мембраны 20, а клапан 6 из седла 21 затвора 22, груза 23 и

20 мембраны 24. Аналогичным образом устроены и клапаны резервуаров 2 и 3.

Каждое реле состоит из верхней каме1454762

ы А, сопло которой подключено к raэовому пространству резервуаров, под-

Мембранной полости Б, соединенной с входом компрессора 25, полости В, со- 5 общающейся с атмосферой и нижней каИеры Г. Компрессор 25 подключен к газовым линиям емкости 4 через вентили 26-28. Для предотвращения перепол( нения емкости 4 высокого давления в, езультате накопления высококипящего конденсата в ней установлен эжектор

29, а для сбора избыточного давленияедукционный клапан 30. На всасываюей линии компрессора 25 установлен 15 электроконтактный манометр 31, включенный в цепь магнитного пускателя 32 °

Установка предназначена подцерживать в резервуарах заданное давлениев установленных пределах, исключая по20 терн легкоиспаряющихся компонентов хранимых жидкостей и попадания в них воздуха.

Установка для хранения легкоиспаря ющихся жидкостей работает в двух цик-25 лах: цикле наполнения и цикле опорожнения продукта.

При цикле наполнения резервуара I открывают вентиль 26 (вентили 11, 12, 13, 27 и 28 закрыты) и подключают 30

,компрессор 25 в систему автоматики (цепь электроконтактного манометра 31

;магнитного пускателя 32). Увеличиваю.щийся уровень жидкости вытесняет газ ,из газового пространства резервуара., Рост давления в резервуаре 1 через (! импульсные трубки воздействует на мембрану 24, клапан 6 и через газовое реле 14 (в нормальном положении сопло камеры А открыто) на мембрану 20 40 клапана 5 под воздействием давления (настройка клапанов осуществляется передвижением грузов 19 и 23) затвор

22 открывает .седло 21 и газ через седло 21 и седло 17 (нормально от- 45 крытого клапана 5) поступает в газовую линию и через контактный манометрмагнитный пускатель (31 и 32) включает компрессор 25 на откачку газа из резервуара 1. При возникновении ситуации, заключающейся в позднем включении компрессора, когда давление газового пространства резервуара в результате закачки продукта поднялось до величины, при которой клапан

5 перекрыл газовую линию, включение компрессора необходимо осуществить без подключения его к системе автоматики (включение — отключение компрессора по сигналу электроконтактного манометра 31) .

В этом случае после включения компрессора 25 в газовой линии в результате ее перекрытия клапаном 5 образуется вакуум, который создает разряжение в камере Б газового реле 14.

Атмосферное давление в камере В перебрасывает блок мембран в верхнее по ложение и соединяет мембранную полость клапана 5 с атмосферой. Клапан

5 открывается и газовая полость резервуара соединяется со всасывающей линией компрессора, В компрессоре 25 гаэ сжимается до давления фазового перехода (определяется по константе фазового равновесия) основного компонента газовой смеси. В качестве основного компонента газовой смеси выбирают наиболее легкоиспаряемые компоненты жидкости (например, для нефти таким компонентом является бутан) . Сконденсированный гаэ стекает в емкость 4 высокого давления„где и накапливается в течение всего цикла заполнения резервуара. Объем образующегося конденсата примерно в 300-360 раз меньше объема вытесняемой паровоэдушной смеси иэ резервуара, Если скорость поступления жидкости меньше, чем произ" водительность компрессора 25, то при определенном заданном минимальном давлении груз 23 перемещает затвор

22 и закрывает седло 21, отсекая газовое пространство резервуара 1 от входа компрессора 25 и тем самым предотвращает создание вакуума в резервуаре. Образующийся вакуум в газовой линии, воздействуя на контактный манометр 31, отключит компрессор 25.

Последующее включение компрессора

25 может произойти при повышении давления в газовой линии по сигналу электроконтактного манометра 31 или по сигналу реле времени (не показано), период срабатывания которого рассчи- . тан на среднюю скорость заполнения. резервуара.

Отрыв затвора 22 от седла 21 (после перекрытия газовой линии и создания в.ней вакуума) происходит (для случая полной герметичности газовой линии компрессора) при достижении давления в резервуаре заданного максимального значения. Условия отрыва определяются неравенством

14547 (1) где P максимальное значение величины вакуума, образующегося в полости закрытого клапана при работе компрессора или остаточный вакуум после его остановки, кг/см, площадь седла 21 клапана

6, см максимальное заданное значение в газовом пространстве резервуара 1 кг/см ; площадь мембран 20 и 24 клапанов 5 и 6, см, сила прижатия затвора 22 к седлу 21 под действием груза 23, при отсутствии давления в мембранной 20 полости клапана 6, кг, потери усилия при страгивании от штока мембраны

24, образующиеся вследствие трения в сальнике. 25 жатия затвора 22 должна

«

Макс

S м

Fx>

Сила при быть равна (3) 45

Кроме этого, для работы системы двух последовательно установленных клапанов диаметр седла 21 должен быть не менее величины, определяемой из уравнения

4 F (4) 55 где P — давление в емкости 4 в конце е ее опорожнения, кг/см (на чертеж Р«обозначен, как D„>), 30 мин где P — минимальное заданное значеP ние давления в газовом пространстве резервуара 1, кг/см .

Неравенство (6) можно заменить уравнением, уменьшив правую часть выражения на 5-10%. Потери на трение в сальнике можно не учитывать, ввиду их незначительной величины.

Подставив формулу (7) в (6) и ре- 40 шив уравнение относительно диаметра

1 дРг седла 21 клапана 6 (S = — -) имеем

Отрыв затвора 18 от седла 17 должен происходить прн падении давления в резервуаре 1 до заданного минимума.

Поскольку на площадь затвора 18 равную площади отверстия седла 17, действует давление газовой линии, отрыв

его произойдет прп соблюдении следую †щего неравенства:

+- мин

Р (5) 62 6

При таком диаметре седла 21 пре-.: дотвращается опасность самоблокировки клапана 6, т.е, когда, вакуум, образовавшийся в его корпусе, препятствует его открытию, хотя давление в резервуаре 1 в результате последующего накопления продукта вновь достигает своего максимального значения.

В цикле опорожнения резервуара 1 вентили 26, 27, 28, 11 и 12 закрывают и открывают вентиль 13. Конденсат в емкости 4 вследствие падения давления начинает интенсивно испаряться и через клапан нормально открытый

5 и нормально закрытый 6, в начальный период клапан 6 открывается давлением газа емкости 4 путем его воздействия на площадь затвора 22, так

/ р как — — Р >- Р поступает в резерву4 е ар 1.

Часть конденсата емкости 4 засыпается в эжектор 29, распыляется в виде мелкодисперсной жидкостной фазы и транспортируется в газовое пространство резервуара 1, где испаряясь, поддерживает в нем заданный диапазон возможного изменения давления. Давление газа емкости 4 поступает в камеру Б газового реле 14 и перебрасывает блок мембран в нижнее положение и соединяет газовое пространство резервуара 1 с мембранной полостью клапана 5, При повышении давления в резервуаре 1 выше верхнего предела заданного его значения (рекомендуемое давление в резервуаре при цикле откачки должно лежать в пределах

0,3-0,8 от давления, на которое рассчитан установленный на резервуаре дыхательный клапан). Усилие, развиваемое на мембране 20, преодолевает сопротивление массы груза 19 и затвор

18 перекрывает отверстие седла 17.

При этом давление в корпусе клапана становится равным давлению в емкости 4.

1де P

+ ()2 2> ) 1

7 1454762 максимальное давление газа в емкости 4 высокого давления, кг/см 3 площадь седла 17 клапана 5, см2

029-0 95) (8 i

) (029 0 .95) сила, действующая на мембрану 20 со стороны груза 19, кг, максимальное заданное эначе- 10 ние давления в газовом прост. ранстве резервуара 1,кг/см, эффективная площадь мембраны 20,равная площади мембраны 24, см . 15 (9) мии

S м

20 (6) 25

Например, если по известной методике найдено, что для обеспечения заданного расхода при отсасывании газа из резервуара (цикл закачки продукта) при заданном разряжении

0,5 ати седло 17 клапана 5 имеет размер 5 мм, то диаметр седла 21 клапана 6 при максимальном давлении 5 ати, 35 должен быть равен (7) где D — диаметр седла 17 ° . В этом случае при снижении давления

: в газовом пространстве резервуара мин до величины P (заданное минимальP ное давление) произойдет отрыв зат вора 18 от седла 17 и сообщение емкости 4 высокого давления с газовым пространством резервуара 1.

При соблюдении соотношений представленных в формулах .3, 4 и 7 (остальные конструктивные размеры определяются по известным методикам), становится возможным использование двух клапанов типа НО и НЗ, установ- 45 ленных последовательно на газовой линии для поддержания заданного диапазона изменения давления в газовом пространстве резервуара при любом режиме его эксплуатации. 50

Основным соотношением клапанов установленных последовательно и работающих как единое устройство, является отношение диаметров их седел. Это соотношение получается путем деления выражения по формуле (3) »а выражение по формуле (7) и возведения в квадрат правой и левой частей полученного уравнения: мин макс

Р Р >Р

P P

F, макс

Р Р

Сила действия груза 19 определяется из выражения

Заменив неравенство равенством,,умножив правую часть на (0,9-0,95) подставив уравнение (6) и произведя аналогичные, приведенные выше преобразования, получим

Как видно иэ выражения (9) для выполнения функций регулирования двумя последовательно установленными клапанами необходимо, чтобы квадраты отношений диаметров седла клапана НЗ к седлу клапана НО были равны отношению максимального давления, образующегося в емкости высокого давления (максимальное давление сжатия компрессора) и максимальному разряжению, развиваемому компрессором, перед его отключением (значение разряжения устанавливается на электроконтактном

; манометре), D2,5 (}

D = — и-2- = 15 3 мм

0,5

Условия работы двух последовательно установленных клапанов можно представить в виде следующих неравенств.

При цикле наполнения резервуара: газовая линия открыта газовая линия закрыта

При цикле опорожнения резервуар. газовая линия открыта газовая линия закрыта

9 1454 7 где P — текущее давление в газовом пространстве резервуара, Формула изобретения

Установка для хранения легкоиспаряющихся жидкостей, содержащая по меньшей мере, один резервуар, газовое пространство которого соединено тру- 10 бопроводом с газосборником, контрольно-регулирующую аппаратуру с клапаном, имеющим мембранную полость и усб2

10 тановленным на газовой линии, трехмембранное реле с соплами, компрессор, патрубок, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности хранения, она снабжена дополнительным клапаном с мембранной полостью, установленным последовательно эа основным на газовом трубопроводе, при этом мембранная полость дополнительного клапана посредством патрубка соединена с газовым пространством резервуара, 1454762

2 !

Составитель

Редактор IO Середа Техред A Кравчук Корректор М.Ма ж

Заказ 7401/25 . Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое прецприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4