Версия для печати

Система рекуперации паров легких фракций углеводородов на основе полимерных эластичных газгольдеров-компенсаторов ПЭГ

Потеря нефтепродуктов от испарения является одной из основных проблемных зон нефтехимической промышленности. Это связано с естественными потерями продуктов при транспортировке, хранении, проведении ремонтных и плановых работ. На сегодняшний день существует множество различных способов, которые помогут предотвратить или свести к минимуму потери хранимого продукта из-за испарения. Дыхательные клапаны с дисками-отражателями, плавающие крыши, системы рекуперации (которые в свою очередь  также отличаются по способу взаимодействия с паровоздушной смесью) — вот не единственные технически средства, которые могут уменьшить естественные потери жидкости. Выбор той или иной системы зависит от множества факторов, включая климатическое расположение нефтехранилища.

В данной статье рассмотрим систему рекуперации паров на основе полимерных газгольдеров. Преимуществом системы является способ рекуперации и возможность монтажа уже на действующих резервуарах.

Система рекуперации подразделяется на:

• Газовую Уравнительную Систему (ГУС) трубопроводов
• Полимерные Эластичные Газгольдеры-Компенсаторы (ПЭГ)
• опционально дренажные емкости, насосы, и компрессоры.

Газовая уравнительная система трубопроводов

ГУС представляет собой систему трубопроводов для паровоздушной смеси (ПВС), соединяющая между собой газовые пространства нескольких резервуаров с резервуарами ПЭГ. Она также обеспечивает выравнивание давления паров нефтепродуктов в связке  «газгольдеры ПЭГ - стальные резервуары с хранимым продуктом». Система монтируется на территории нефтебазы с учетом расположения мягких газгольдеров, дренажных емкостей, компрессоров. Основное условие – трубопровод должен иметь наклон в сторону эластичных газгольдеров для предотвращения скапливания сконденсированного продукта в трубах и создания тем самым «пробки».

Рис. 1. Пример простой газоуравнительной системы без дополнительного оборудования

Вопрос подключения ГУС к действующим резервуарам решается двумя путями:

• при ремонте или реконструкции резервуаров, когда возможны огневые работы, в процессе которых делаются специальные врезки
• крепление к существующим патрубкам, например, на не используемые и заглушенные монтажные патрубки, либо на места дыхательных клапанов. Подключение системы должно производиться через огнепреградители и запорную арматуру.

Принцип работы ГУС заключается в следующем: при испарении продукта ПВС поступает в газоуравнительную систему при достижении определенного давления. Давление настраивается на меньшее, чем у дыхательных или предохранительных клапанов. Поступление ПВС возможно как из резервуара, так и обратно, из ПЭГ. Такой принцип полностью замыкает систему рекуперации в контур из-за отсутствия воздействия внешней среды  и поступления окружающего воздуха внутрь газового пространства резервуаров. Таким образом, выбросы в атмосферу вредных газов сокращается до 90%.

Полимерный эластичный газгольдер-компенсатор

Полимерный эластичный газгольдер, газгольдер-компенсатор (ПЭГ) представляет собой замкнутую оболочку подушечной формы с вмонтированным в нее газовым отводом для подсоединения к газоуравнительной системе. По материалу изготовления и климатическим параметрам ПЭГ соответствует мягким или эластичным газгольдерам и резервуарам. Подключение газгольдера к газоуравнительной системе резервуарного парка происходит через гибкий рукав, который обеспечивает необходимую подвижность резервуара, запорную арматуру и огнепреградители. Условный диаметр рукава подбирается соответственно диаметру ГУС.

По объёму и вариантам исполнения газгольдеры делятся на две группы:

1. первую составляют газгольдеры объёмом до 350 м³, так называемые «подушечные» газгольдеры. Простота монтажа и небольшая занимаемая площадь имеют важное значение для ограниченных в пространстве многих нефтебаз. При возможном повреждении ремонтные работы производятся без остановки работы всей системы по рекуперации паров. Простота взаимозаменяемости, транспортировки также являются преимуществами подушечных газгольдеров. Для их использования не требуется проведение сложных подготовительных фундаментных работ.
2. вторую группу составляют двухкупольные газгольдеры большого объёма: от 350 до 2000 м³. ПВС поступает во внутренний газгольдер, внешняя оболочка служит дополнительной системой безопасности. Между внешней и внутренней оболочкой устанавливаются датчик заполнения и клапан для вентиляции межстенного пространства. Для монтажа двухкупольного газгольдера-рекуператора требуется большая свободная площадь, проводятся работы по подготовке железобетонного фундамента. При применении данного варианта газовая обвязка от резервуарного парка нефтебазы стыкуется в один коллектор, от которого ПВС непосредственно поступает в рекуператор.

Для эффективной работы системы газгольдеры рассчитываются следующим образом: при неравномерной работе нефтехранилища общий объем парка газгольдеров должен составлять больше 30% от общей мощности нефтебазы. Если сливные операции подразумевают опорожнение резервуара, либо слив нефтепродуктов производится на более, чем 85% резервуаров  одновременно, то объем парка газгольдеров рассчитывают от 80% и выше общего объёма парка нефтехранилища.

ПВС поступает по газоуравнительной системе в газгольдер-рекуператор, где часть смеси конденсируется в жидкое состояние и может быть возвращена в резервуар.Оставшаяся часть в виде газа может быть использована для подачи в другие резервуары при сливных операциях. Поступающая в газовое пространство резервуара паровоздушная смесь при сливо-наливных операциях так же снижает испарение продукта: атмосферный воздух вызывает более сильное испарение, чем насыщенная ПВС.

Дренажные емкости, нососы и компрессоры

Система рекуперации так же может быть дополнительно оснащена дренажными емкостями, насосами и компрессорами.

При достижении в системе определенного заданного давления включается компрессорная установка по улавливанию легких фракций углеводородов ПВС.  В состав компрессорной установки входит теплообменник,  автоматическая система отвода конденсата, емкость для его сбора и насос для перекачки. Действие компрессора основано на сжатии и постепенном охлаждении паров ПВС. В результате, происходит конденсация паров нефтепродукта. Конденсат скапливается в сборнике, из которого закачивается посредством насосов в резервуар под слой продукта.

Возможны различные варианты исполнения системы улавливания паров нефтепродуктов, вплоть до замкнутого цикла с подключением сливо-наливных эстакад.

Рис. 2. Схема обвязки наземных резервуаров РВС

1 - резервуар РВС, 2 - система контроля уровня нефти или нефтепродукта (датчик контроля уровня, плотности, температуры, подтоварной воды (уровнемер), 3 - замерный люк, 4 - клапан дыхательный, 5 - огневой предохранитель, 6 - клапан предохранительный, 7 - трубопровод газовой обвязки, 8 - запорная арматура, 9 - эластичный газгольдер, 10 - трубопроводы продукта, 11 - налив автоцистерн, 12 - стояк для налива автоцистерн, 13 - стояк налива железнодорожных цистерн, 14 - железнодорожная сливо-наливная эстакада, 15 - насосный агрегат, 16 - устройство нижнего слива, 17 - железнодорожная цистерна, 18 - автоцистерна, 19 - нефтеналивной причал (пирс), 20 - танкер.

Применение системы рекуперации легких фракций углеводородов на основе полимерных эластичных газгольдеров-компенсаторов дает возможность сократить потери нефтепродуктов до больших и малых дыханий до 95%. Это, в свою очередь, повышает пожаробезопасность нефтехранилища, позволяет компенсировать часть потерь при испарении продуктов хранения, уменьшает вредное воздействие на экологию.

Применение системы одобрено Госпожтехнадзором.  Эластичные газгольдеры ПЭГ имеют сертификаты соответствия и разрешение на применение Ростехнадзора.

15 Февраля 2012 г.