RU2649496C1

RU2649496C1 - Liquefied flammable gas discharge and tanks degassing system

Info

Publication number: RU2649496C1
Application number: RU2017125386A
Authority: RU
Inventors: Андрей Владиславович Курочкин
Original assignee: Андрей Владиславович Курочкин
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2018-04-03

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to liquefied flammable gas discharge systems and can be used in the oil and gas and the chemical industries. Liquefied flammable gas discharge and tanks degassing system includes a diffusion candle and a compressor unit connected to receiving and emptied tanks of liquefied flammable gases. Tanks are connected to an inert gas source. Degassing unit consists of a receiver, a liquefaction unit and a membrane separation unit equipped with separation and drying devices. As an inert gas source, an inert gas production unit is installed, and the gas consists of a mixture of nitrogen and carbon dioxide. Receiver is connected to the emptied tanks and to the membrane separation unit by inert gas supply lines. Liquefaction unit is connected to the compressor unit and the membrane separation unit by a line for supplying a mixture of vapors of liquefied flammable gases the and inert gas, to the line of supplying the inert gas from the receiver – by an inert gas concentrate supply line, and to the receiving tanks by a line of the liquefied flammable gas outlet in the form of vapors or a liquid. Membrane separation unit is connected to the compressor unit by a line for supplying a compressed mixture of vapor of liquefied flammable gases and the inert gas, to the liquefaction unit by the inert gas concentrate supply line, and to the diffusion candle by a wet inert gas outlet line, the inert gas production unit is equipped with an air supply line and is connected to the membrane separation unit by an off-gas feed line.

EFFECT: technical result is the exclusion of nitrogen consumption, preventing the atmospheric pollution by vapors of liquefied combustible gases and reducing their losses.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к установкам слива сжиженных горючих газов, в том числе углеводородных, и может быть использовано в нефтегазовой и химической промышленности.The invention relates to installations for the discharge of liquefied combustible gases, including hydrocarbon, and can be used in the oil and gas and chemical industries.

Известна установка для слива сжиженных углеводородных газов (СУГ) из вагона-цистерны, способ слива СУГ из вагона-цистерны с ее использованием, установка для дегазации вагона-цистерны, способ дегазации вагона-цистерны с ее использованием, а также способ слива и дегазации СУГ из вагона-цистерны с использованием этих установок [RU 2553850, опубл. 20.06.2015 г., МПК В08В 9/08] путем вытеснения СУГ жидкостью, при этом установка подключена к опорожняемому вагону-цистерне и включает вагон-цистерну для приема СУГ, вагон-цистерну с вытесняющей жидкостью (умягченной водой или низкозамерзающим водным раствором), насос высокого давления, воздушный компрессор, емкость сжатого инертного газа, установку для осушки СУГ от капель и паров воды (водного раствора) и факельную передвижную установку.A known installation for draining liquefied petroleum gases (LPG) from a tank car, a method for draining LPG from a tank car using it, a plant for degassing a tank car, a method for degassing a tank car using it, as well as a method for draining and degassing LPG from tank wagons using these installations [RU 2553850, publ. 06/20/2015, IPC V08V 9/08] by displacing the LPG with a liquid, while the installation is connected to an empty tank car and includes a tank car for receiving LPG, a tank car with a displacing liquid (softened water or low-freezing water solution), high pressure pump, air compressor, compressed inert gas tank, installation for drying LPG from drops and water vapor (aqueous solution), and a flare mobile unit.

Недостатками известной установки является сложность полного сжигания паров СУГ в смеси с инертным газом, а также загрязнение опорожняемой емкости вытесняющей жидкостью, что требует ее последующей очистки.The disadvantages of the known installation is the difficulty of complete combustion of LPG vapor in a mixture with an inert gas, as well as contamination of the emptied tank with displacing liquid, which requires subsequent cleaning.

Наиболее близка к заявляемому изобретению установка для слива СУГ и дегазации железнодорожных вагонов-цистерн [Титов В.Н. Ресурсосберегающие технологии компании «ВИП Газ Тех» при проведении сливно-наливных операций с СУГ. Транспорт на альтернативном топливе. Изд-во: Некоммерческое партнерство "Национальная газомоторная ассоциация". ISSN: 2073-1329. №2, 2010 г., с. 60-62], включающая компрессорный агрегат, соединенный с приемными емкостями и опорожняемыми вагонами-цистернами, которые соединены с установкой получения азота (источником инертного газа) и свечой рассеяния.Closest to the claimed invention is an installation for draining LPG and degassing railway tank cars [Titov V.N. Resource-saving technologies of the company "VIP Gas Tech" during the discharge and loading operations with LPG. Alternative fuel vehicles. Publishing House: Non-Profit Partnership National Gas Engine Association. ISSN: 2073-1329. No. 2, 2010, p. 60-62], including a compressor unit connected to receiving tanks and empty tank cars, which are connected to a nitrogen production unit (source of inert gas) and a scattering candle.

Недостатками данной установки являются безвозвратные потери дорогостоящего азота при продувке опорожняемых емкостей, сброс в атмосферу смеси азота с парами СУГ, что приводит к загрязнению атмосферы углеводородами, безвозвратным потерям СУГ и возможности создания пожаровзрывоопасных ситуаций вблизи свечи рассеивания.The disadvantages of this installation are the irretrievable loss of expensive nitrogen during the purging of emptied containers, the discharge into the atmosphere of a mixture of nitrogen with LPG vapor, which leads to atmospheric pollution by hydrocarbons, the irretrievable loss of LPG and the possibility of creating fire and explosion hazard situations near the dispersion plug.

Задачей изобретения является исключение потребления азота, предотвращение загрязнения атмосферы парами сжиженных горючих газов и снижение их потерь.The objective of the invention is to eliminate the consumption of nitrogen, prevent air pollution by vapors of liquefied combustible gases and reduce their losses.

Техническим результатом является исключение потребления азота, предотвращение загрязнения атмосферы парами сжиженных газов и снижение их потерь за счет оснащения установки блоком дегазации, состоящим из узлов сжижения, мембранного разделения и получения инертного газа - смеси азота с углекислым газом.The technical result is the elimination of nitrogen consumption, prevention of air pollution by vapors of liquefied gases and reduction of their losses due to equipping the installation with a degassing unit, consisting of liquefaction units, membrane separation and inert gas production - a mixture of nitrogen with carbon dioxide.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой установке, включающей свечу рассеяния и компрессорный агрегат, соединенный с приемными и опорожняемыми емкостями сжиженных горючих газов, при этом последние соединены с источником инертного газа, особенностью является то, что установка включает блок дегазации, состоящий из ресивера, узла сжижения и узла мембранного разделения, оснащенного устройствами разделения и осушки, в качестве источника инертного газа установлен узел получения инертного газа, состоящего из смеси азота и углекислого газа, при этом ресивер соединен с опорожняемыми емкостями и с узлом мембранного разделения линиями подачи инертного газа, узел сжижения соединен с компрессорным агрегатом и узлом мембранного разделения линией подачи смеси паров сжиженных горючих газов и инертного газа, с линией подачи инертного газа из ресивера - линией подачи концентрата инертного газа, а с приемными емкостями - линией вывода сжиженных горючих газов в виде паров или жидкости, узел мембранного разделения соединен с компрессорным агрегатом линией подачи сжатой смеси паров сжиженных горючих газов и инертного газа, с узлом сжижения - линией подачи концентрата инертного газа, а со свечой рассеяния - линией вывода влажного инертного газа, узел получения инертного газа оснащен линией подачи воздуха и соединен с блоком мембранного разделения линией подачи отходящего газа.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed installation, including a scattering candle and a compressor unit connected to receiving and emptying containers of liquefied combustible gases, the latter being connected to an inert gas source, the feature is that the installation includes a degassing unit consisting of a receiver , a liquefaction unit and a membrane separation unit equipped with separation and drying devices, an inert gas production unit is installed as a source of inert gas, consisting of and nitrogen and carbon dioxide, while the receiver is connected to empty containers and to the membrane separation unit with inert gas supply lines, the liquefaction unit is connected to the compressor unit and membrane separation unit by the supply line of a mixture of vapor of liquefied combustible gases and inert gas, with the inert gas supply line from receiver - inert gas concentrate supply line, and with receiving tanks - liquefied combustible gas outlet line in the form of vapors or liquid, the membrane separation unit is connected to the compressor unit by a line supplying a compressed mixture of vapors of liquefied combustible gases and inert gas, with a liquefaction unit - an inert gas concentrate supply line, and with a scattering plug - a wet inert gas output line, an inert gas production unit is equipped with an air supply line and connected to the membrane separation unit with an exhaust gas supply line .

Компрессорный агрегат включает, например, компрессор с аппаратом воздушного охлаждения и насос. Узел сжижения состоит, например, из компрессора, холодильника, рекуперационного теплообменника и сепаратора. Блок получения инертного газа оснащен устройствами сжигания или каталитического окисления смеси паров сжиженных горючих газов и инертного газа.The compressor unit includes, for example, a compressor with an air cooling apparatus and a pump. The liquefaction unit consists, for example, of a compressor, a refrigerator, a recovery heat exchanger and a separator. The inert gas production unit is equipped with devices for burning or catalytic oxidation of a mixture of vapors of liquefied combustible gases and inert gas.

Оснащение установки узлами получения инертного газа и мембранного разделения позволяет получить в качестве инертного газа сухую смесь азота и углекислого газа путем сжигания или окисления воздухом остаточного количества паров сжиженных горючих газов, за счет чего исключить использование азота, а оборудование установки блоком сжижения позволяет путем сжатия, охлаждения и сепарации осуществить выделение и подачу в приемные емкости основного количества паров сжиженных горючих газов, за счет чего снизить их потери и исключить загрязнение ими атмосферы.Equipping the unit with inert gas and membrane separation units allows you to get a dry mixture of nitrogen and carbon dioxide as an inert gas by burning or oxidizing with air the residual amount of liquefied flammable gas vapors, thereby eliminating the use of nitrogen, and the equipment of the unit with a liquefaction unit allows by compression, cooling and separation to carry out the allocation and supply to the receiving tanks the main amount of vapor of liquefied combustible gases, thereby reducing their losses and eliminate contaminated their atmosphere.

Предлагаемая установка соединена по меньшей мере с одной приемной емкостью сжиженных горючих газов 1 и опорожняемыми емкостями 2 (условно показано три емкости) и состоит из ресивера 3, компрессорного агрегата 4 и блока дегазации, включающего узлы сжижения 5, мембранного разделения 6 и получения инертного газа 7. На прилагаемых фиг. 1-4 изображены четыре стадии процесса дегазации емкостей 2, при этом стадия откачки сжиженных горючих газов насосом не показана, линии, оборудование и узлы установки, задействованные на каждой из стадий процесса, показаны сплошными линиями, незадействованные элементы установки показаны пунктиром.The proposed installation is connected to at least one receiving tank of liquefied combustible gases 1 and emptied tanks 2 (three tanks are conventionally shown) and consists of a receiver 3, a compressor unit 4 and a degassing unit, including liquefaction units 5, membrane separation 6 and inert gas 7 In the attached FIG. Figures 1-4 show the four stages of the process of degassing containers 2, while the stage of pumping out liquefied combustible gases by the pump is not shown, the lines, equipment, and units of the unit used at each stage of the process are shown by solid lines, unused elements of the unit are shown in dashed lines.

На первой стадии (фиг. 1) сжиженные горючие газы, поступающие по линии 8 из емкостей 2, с помощью компрессорного агрегата 4 откачивают по линии 9 в емкость 1. После достижения нормативного давления или предела производительности компрессора на второй стадии (фиг. 2) для поддержания нормативного давления в емкостях 2 по линии 10 из ресивера 3 подают осушенный инертный газ, а смесь паров сжиженных горючих газов и инертного газа из емкостей 2 по линии 11 направляют в компрессорный агрегат 4, где сжимают и подают по линии 12 в узел 5, где охлаждают и сепарируют, полученные сжиженные горючие газы в жидком или парообразном состоянии откачивают по линии 9 в емкость 1, а концентрат инертного газа подают по линии 13 в линию 10. При снижении расхода содержания паров сжиженных горючих газов в смеси с инертным газом на третьей стадии (фиг. 3) осуществляют предварительное концентрирование смеси, подавая ее по линии 12 в узел 6, из которого концентрат инертного газа по линии 14, а обогащенную смесь паров сжиженных горючих газов и инертного газа по линии 15 направляют в узел 5, и далее продолжают дегазацию аналогично второй стадии. На четвертой стадии (фиг. 4) из смеси инертного газа с остаточным количеством паров сжиженных горючих газов получают инертный газ для восполнения его объема, поданного в емкости 1. Для этого смесь паров сжиженных горючих газов и инертного газа из компрессорного агрегата 4 по линии 12 подают в узел 7, где окисляют или сжигают в присутствии воздуха, подаваемого по линии 16, с получением отходящего газа, который подают по линии 17 в узел 6, где осушают с получением инертного газа, направляемого по линии 18 в ресивер 3. Влажный инертный газ сбрасывают на свечу (не показана) по линии 19. При этом основное количество паров сжиженных горючих газов, находившихся в емкостях 2 на момент начала дегазации, подается в приемную емкость, а потери не превышают 5%.In the first stage (Fig. 1), the liquefied combustible gases entering line 8 from the containers 2 are pumped out via line 9 to the container 1 through the compressor unit 4. After reaching the standard pressure or compressor performance limit in the second stage (Fig. 2) for maintaining the standard pressure in the tanks 2, the dried inert gas is supplied from the receiver 3 through the line 10, and the mixture of liquefied combustible gas vapors and the inert gas vapors from the tanks 2 are sent to the compressor unit 4 via line 11, where they are compressed and fed through line 12 to unit 5, where cool and separation comfort, the obtained liquefied combustible gases in a liquid or vapor state are pumped through line 9 to the tank 1, and the inert gas concentrate is fed through line 13 to line 10. With a reduced consumption of liquefied combustible gas vapors mixed with inert gas in the third stage (Fig. 3) pre-concentration of the mixture is carried out, feeding it through line 12 to node 6, from which the inert gas concentrate is through line 14, and the enriched mixture of liquefied combustible gas vapors and inert gas through line 15 is sent to node 5, and then the degassing continues of the second stage. In the fourth stage (Fig. 4), an inert gas is obtained from a mixture of inert gas with a residual amount of vapors of liquefied combustible gases to fill its volume supplied to tank 1. For this, a mixture of vapors of liquefied combustible gases and inert gas is supplied from compressor unit 4 via line 12 in node 7, where they oxidize or burn in the presence of air supplied through line 16 to produce exhaust gas, which is fed through line 17 to node 6, where it is dried to produce inert gas directed through line 18 to receiver 3. Wet inert gas is discharged on vechu (not shown) via line 19. In this case, the basic amount of liquefied vapors of combustible gases present in the container 2 at the start of degassing is supplied to a receptacle, and losses do not exceed 5%.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет исключить потребление азота и загрязнение атмосферы парами сжиженных горючих газов, снизить их потери и может быть использована в промышленности.Thus, the proposed installation eliminates the consumption of nitrogen and air pollution by vapors of liquefied combustible gases, reduce their losses and can be used in industry.

Claims

Installation for draining liquefied combustible gases and degassing containers, including a scattering candle and a compressor unit connected to receiving and emptying containers of liquefied combustible gases, the latter being connected to an inert gas source, characterized in that the installation includes a degassing unit consisting of a receiver, a liquefaction unit and a membrane separation unit equipped with separation and drying devices, an inert gas production unit consisting of a mixture of nitrogen and carbon dioxide is installed as an inert gas source and, while the receiver is connected to emptied containers and to the membrane separation unit with inert gas supply lines, the liquefaction unit is connected to the compressor unit and membrane separation unit by the supply line of a mixture of liquefied combustible gas and inert gas vapor, with the inert gas supply line from the receiver - the supply line inert gas concentrate, and with receiving tanks - a line for the output of liquefied combustible gases in the form of vapors or liquid, the membrane separation unit is connected to the compressor unit by a supply line of a compressed vapor mixture with liquefied combustible gases and inert gas, with a liquefaction unit - an inert gas concentrate supply line, and with a scattering candle - a wet inert gas output line, an inert gas production unit is equipped with an air supply line and connected to the membrane separation unit with an exhaust gas supply line.