Файл: 1 Применение систем улавливания легких фракций 1 Адсорбционные и абсорбционные системы улф.doc
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 104
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
В ряде изобретений, по-существу, также предлагаются одноступенчатые конденсационные системы УЛФ, но конструктивно они оформлены иначе.
Предлагается устанавливать теплообменное устройство непосредственно на кровле резервуара. Оно включает корпус 1, внутри которого имеется система вертикальных каналов 2, форсунки 3 для распыливания воды, а также клапан давления 4. Работа устройства основана на том, что клапан 4 срабатывает при давлении, на 10... 15 % меньшем, чем дыхательный клапан резервуара. Паровоздушная смесь проходит через вертикальные каналы, охлаждаемые за счет естественного перепада температуры между стенками корпуса и окружающим воздухом. При температуре окружающей среды выше 20 °С используется система принудительного охлаждения ПВС. Для этого по коллектору 5 к форсункам 3 подается вода, которая распыляется в направлении стенок устройства. Выпадающий из ПВС конденсат стекает вниз.
Для повышения эффективности работы устройства автор конструкции предлагает разместить в нижней части некую насадку, материал которой при контакте с конденсатом набухает и образует развитую поглощающую поверхность.
Несмотря на очевидную простоту предложенного устройства, ясно, что оно не может обеспечить высокой степени улавливания углеводородов: перепад температур в нем весьма невелик, а время нахождения ПВС в устройстве при расходе 100 м3/ч не превышает 6 с.
Предложено устанавливать на кровле резервуара устройство, в камере которого смонтированы элементы для образования каналов, по которым проходит ПВС и хладагент. Причем эти элементы выполнены в виде наклонных и соединенных попарно пластин.
1.3 Компрессионные системы УЛФ
Много публикаций в отечественной и зарубежной литературе посвящено компрессионным системам улавливания легких фракций. Сущность этих систем заключается в компримировании отобранной из емкостей парогазовой смеси с целью ее аккумулирования или реализации (в сжиженном или газообразном состоянии).
По способу компримирования эти системы делятся на эжекторные и компрессорные. Рабочей средой в эжекторах является жидкость (техническая вода, углеводороды и т. д.) или газ. Соответственно они называются жидкостно-га-зовыми (ЖГЭ) или газ-газовыми (ГТЭ) эжекторами. Компрессорные системы классифицируются по типу используемых компрессоров (поршневые, винтовые, роторные, ротационные).
Принцип-действия эжекторов заключается в частичной передаче кинетической энергии от рабочего тела подсасываемому (эжектируемому) газу в камере смещения потоков и последующем восстановлении давления смеси«рабочее тело--газ» в диффузоре. При использовании ГГЭ разделение смеси, как правило, не производят. Если же газ компремируется с помощью ЖГЭ, то полученная
смесь разделяется в специальной емкости, а рабочая жидкость используется вновь.
Сжатие паровоздушной смеси с помощью компрессоров опасно, т. к. это может привести к взрыву и пожару. По этой причине на рис. 11, 12 показаны принципиальные схемы компрессорных систем УЛФ, в которых исключается попадание воздуха в ГП резервуаров при снижении давления в нем.
В первом случае (рис. 9) это достигается тем, что в ГП подается углеводородный газ из специального газопровода 8. При создании в ГП вакуума около 100 Па по сигналу датчика вакуума 4 открывается клапан 7 и через регулятор давления 6 типа «после себя» углеводородный газ поступает в резервуар 1. Подача газа прекращается при повышении давления до атмосферного по сигналу того же датчика закрытием клапана 7.
Рисунок 9 - Компрессорная система УЛФ разомкнутого типа (с подпиткой углеводородным газом): 1--резервуар с нефтью (нефтепродуктом); 2--дыхательный клапан; 3--газовая обвязка; 4--датчик вакуума; 5--датчик давления; 6--регулятор давления типа «после себя»; 7,9--отсечные клапаны; 8--газопровод; 10--компрессор; 11--емкость; 12--регулятор давления типа «до себя»; 13--насос
При повышении избыточного давления в ГП резервуара 1 до 1000 Па по сигналу датчика давления 5 открывается клапан 9 и включается компрессор 10. При сжатии часть углеводородов из газовой смеси конденсируется. Конденсат отделяется в емкости 11 и затем возвращается в резервуар 1 насосом 13. Несконденсировавшиеся углеводороды через регулятор давления 12 типа «до себя» подаются в газопровод 8.
По аналогичной схеме выполнена система улавливания легких фракций, предложенная фирмой «Philips petroleum».
Подобные системы УЛФ применяются на нефтяных промыслах, где всегда имеются газопроводы для транспортировки попутного нефтяного газа. В связи с тем, что углеводородный газ, откачиваемый из резервуара в газопровод, назад не возвращается, система, схема которой приведена на рис. 10, называется компрессорной системой УЛФ разомкнутого типа.
Рисунок 10 - Компрессорная система УЛФ института «Башнефтепроект»: 1 --резервуар; 2--газгольдер; 3--балансирный механизм; 4, 7--отсечные клапаны; 5--турбогазодувка; 6--подводящий газопровод промысловой компрессорной станции; 8--напорный газопровод
.
Примером подобной системы является автоматизированная система герметизации резервуарных парков промыслов, предложенная в институте «Башнефтепроект» [2], рассчитанная на использование турбогазодувок (рис. 12). В зависимости от давления в ГП легкие фракции нефти переходят из резервуара в резервуар или по трубопроводу газоуравнительной системы в «мягкий» газгольдер, 2. При наполнении газгольдера поднимается его верхняя часть, шарнирно связанная с балансирным механизмом 3. При определенном положении балансирного механизма открывается клапан 4 отбора газа из газгольдера и газ поступает на прием турбогазодувки 5. Турбогазодувка компримирует газ и подает его в газовую сеть промысловой компрессорной станции по газопроводу 6. При создании расположения в ГП резервуаров в них под избыточным давлением 200 Па поступает газ из «мягкого» газгольдера, верхняя часть газгольдера и связанный с ним балансирный механизм опускаются. Если запасов газа в газгольдере недостаточно, то открывается клапан 7 выпуска газа из напорного газопровода 8 или концевой сепарационной установки в «мягкий» газгольдер. Пуск турбогазодувки производится автоматически с одновременным открытием клапана 4 при помощи сигнального устройства, установленного на балансирном механизме. Газгольдер рассчитан на максимальное избыточное давление 2000 Па.
Применение компрессорных систем УЛФ целесообразно при больших расходах паровоздушной смеси. КПД компрессоров и развиваемое ими давление достаточно высоки. Вместе с тем применение поршневых компрессоров требует значительных капитальных затрат, а винтовые компрессоры не всегда имеют достаточную эксплуатационную надежность. Кроме того, в компрессорных системах УЛФ компримирование паров приводит к повышению их температуры, что требует обязательного охлаждения паров с целью обеспечения конденсации углеводородов. Для обеспечения безопасной работы компрессоров необходимо предотвратить попадание воздуха в ГП резервуаров. Охлаждение паров и создание их запасов для последующего заполнения ГП требуют дополнительных затрат.
В силу перечисленных причин большое распространение получили эжекторные системы УЛФ. Достоинствами эжекторных установок являются простота, надежность, недефицитность комплектующих узлов. Их обслуживание не требует дополнительного персонала.
Принципиальные схемы предложенных эжекторных систем УЛФ приведены на рис. 11. На рис. 11 а показана схема компримирования ПВС с использованием в качестве рабочей жидкости самого легкоиспаряющегося нефтепродукта. При повышении избыточного давления в ГП резервуара 1 до 1000 Па по сигналу датчика давления 4 включается насос 5, который подает рабочую жидкость (бензин) в жидкостно-газовый эжектор 5. ЖГЭ отсасывает избыток ПВС из ГП резервуара 1, смешивает ее с рабочей жидкостью и компримирует. В результате часть углеводородов из ПВС растворяется в рабочей жидкости. Доля поглощенных углеводородов зависит от давления и температуры.
Рисунок 11. Эжекторные системы УЛФ: а -- компримирование ПВС легкоиспаряющимся нефтепродуктом; б -- компримирование ПВС низколетучим нефтепродуктом
Разделение полученной газожидкостной смеси производится в емкости 7. После этого воздух со следами углеводородов через регулятор давления 8 типа «до себя» сбрасывается в атмосферу, а жидкая фаза повторно используется в качестве рабочей жидкости, закачивается в резервуар 1 или в трубопровод (на схеме не показан).
1.4 Комбинированные системы УЛФ
Описанные выше системы УЛФ не всегда обеспечивают необходимое сокращение паров углеводородов в атмосферу. Поэтому во многих изобретениях предполагается совмещать сразу несколько способов улавливания паров.
Рисунок 11 - Конденсационно-адсорбционная система УЛФ: 1 --резервуар с бензином; 2 -- дыхательный клапан; 3--газовая обвязка; 4--холодильник; 5 -- емкость; 6--насос; 7--адсорбер; 8--регулятор давления типа «до себя»
На рис. 11 показана принципиальная схема конденсационно-адсорбционной системы УЛФ, предложенной в ЛВС, вытесняемая из резервуара, в холодильнике 4 подвергается охлаждению при температуре от -10 до -50 °С. При этом происходит конденсация части углеводородов, которые отделяются в емкости 5 и насосом 6 возвращаются в резервуар 1. Далее воздух с остатками несконденсировавшихся паров поступает в адсорбер 7, где проходит доочистку. Затем воздух со следами углеводородов через регулятор давления 8 типа «до себя» сбрасывается в атмосферу.
Температура конденсации углеводородов в холодильнике 4 не оговаривается, однако конкретизируется способ охлаждения ПВС: для этой цели предлагается использовать холодные спаи плоской батареи термоэлементов, соединенной с источником постоянного тока.
Вывод
Применение установок улавливания легких фракций позволяет осуществлять сбор до 99% легких фракций углеводородов.
УУЛФ НГДУ «Октябрьскнефть» позволила сократить массовую концентрацию углеводородов С1-С10 в воздухе в пять раз.
Внедрение улавливающих систем позволило сохранить в АНК «БАШНЕФТЬ» за 12 лет более 345 тысяч тонн нефти и ежегодно направлять потребителям дополнительно свыше 6 млн. м3 газа.
Анализ эффективности работы систем УЛФ на 17 нефтепарках ОАО «Татнефть» говорит о том, что потери нефти после внедрения систем улавливания легких фракций сокращается в 6 - 11 раз.
Таким образом в области улавливания и конденсации паров УВ большим преимуществом обладают компрессорные системы УЛФ, так как у них большие преимущества в виде стоимости владения, готового транспорта газа и самое главное это сбор до 99% паров УВ.
Список использованных источников
-
Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при их транспортировке и хранении / Ф.Ф.Абузова, И.С. Бронштейн, В.Н.Новоселов и др. – М.: Недра, 1981. – 248 с. -
Коршак А.А. Современные средства сокращения потерь бензинов от испарения. – Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2001. – 144 с. -
Коршак А.А. Ресурсосберегающие методы и технологии при транспортировке и хранении нефти и нефтепродуктов. - Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2006. – 192 с. -
Правила технической эксплуатации нефтебаз. – М.: Недра, 1986. – 168 с. -
Проектирование и эксплуатация нефтебаз /С.Г.Едигаров, В.М.Михайлов, А.Д.Прохоров и др. – М.: Недра, 1982. – 280 с. -
Резервуар для легкоиспаряющихся жидкостей / М.А. Ельгаников// Открытия. Изобретения. – 1990. - № 46. – С. 85. -
Система улавливания паров бензина, выбрасываемых в атмосферу при наливе железнодорожных цистерн / А.С.Шабаев и др. //Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 1981.- № 5. – С. 24-26.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
Казанский национальный исследовательский технологический
университет
(ФГБОУ ВО «КНИТУ»)
Направление (специальность): «Нефтегазовое дело»
Профиль (специализация): Эксплуатация и обслуживание объектов транспорта и переработки нефти, газа и продуктов нефтепереработки
Группа: 4183-43
Реферат
на тему: «Установки улавливания легких фракций»
Выполнил(а): Леонтьев Д.А.
Проверил(а): Мингазов Р.Р.
Казань 2023г.