Емкость для транспортирования и хранения нефти и нефтепродуктов

(51)7 65 88/74, 67 5/62 ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(72) Сахипов Нариман Иргалиевич Бахтаев Шабден Абуович Соломин Виктор Аркадьевич Сахипов Ермек Нариманович Джумабаев Серик Шагирович(56) Предварительный патент РК 9812, кл. В 675/62, 2001(54) СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ И ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ В ЕМКОСТИ И ЕМКОСТЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к способам, предназначенным для упрощения слива загустевшей нефти и нефтепродуктов из транспортных емкостей и очистки этих емкостей. Техническим результатом изобретения является обеспеченне высокой чистоты внутренней поверхно сти цистерн при уменьшении энергозатрат на выгрузку нефти и нефтепродуктов. Это достигается тем, что в способе тянспортировки и хранения нефти и нефтепродуктов в емкости, включающем заполнение емкости нефтью или нефтепродуктами, и индукционный нагреватель содержимого емкости перед разгрузкой перед заполнением емкости нефтью или нефтепродуктами в нее помещают чехол из синтетической пленки и заполняют чехол сжатым воздухом для его прижатия к стенкам емкости. А к емкости для транспортировки и хранения нефти и нефтепродуктов, включающей резервуар с горловиной, этот резервуар снабжен чехлом из синтетической пленки, например, из термостойкого полимерного материала, имеющим форму и размеры, соответствующие полости из резервуара, и оснащенным токопроводящими элементами для индукционного нагрева содержимого емкости. 12081 Изобретение относится к способам, предназначенным для упрощения слива загустевшей нефти и нефтепродуктов из транспортных емкостей и очистки этих емкостей. Известные способы транспортировки и разгрузки нефтепродуктов из железнодорожных цистерн имеют общие недостатки (Изобретатель и рационализатор, 1987,5, с. 32). Они требуют переделки конструкции существующих цистерн и больших затрат электрической и тепловой энергии. Известен способ выгрузки загустевшей нефти через горловину цистерны, не требующей изменения ее конструкции(Изобретатель и рационализатор, 1988,12, с. 14). В этом случае нефть из цистерны выгружается с помощью сетки, составленной из объемного жгута,переплетенного из тонких (0,5-0,9 мм) термомаслостойких нитей. Длина жгута такова, что в свободном состоянии он занимает всю цистерну и после заливки нефти его конец закрепляется на люке. При разгрузке застывшей нефти конец жгута, снабженный петлей, соединяют с тросом и с помощью электродвигателя сматывают на барабан. При этом нефть стекает в специальный резервуар. Основным недостатком данного способа является то, что в этом случае вопросы прилипания нефти к внутренней поверхности цистерны не решаются и необходимость зачистки ее остается. Наиболее близким по технической сущности является способ для слива вязкой нефти и нефтепродуктов из железнодорожных цистерн, в котором используют индукционный нагрев с помощью электрического тока промышленной частоты (предпатент РК 9812, кл. 67 5/62, 2001). При индукционном нагреве электрическая энергия преобразуется в тепловую в металле и передается конвективным путем обогреваемому продукту. При одновременном разогреве и сливе нефти или нефтепродуктов происходит наружный нагрев железнодорожной цистерны с помощью накладных индукторов. При всей привлекательности предложенного способа,высокий КПД, повышенный ресурс работы и т. д.,он имеет ряд недостатков из-за низкой теплопроводности нефтепродуктов конвективный обогрев имеет низкую эффективность, что продлевает время обогрева при данном способе трудно избежать потерь тепла в окружающую среду, что ведет к увеличению установленной мощности индуктора (180-360 кВт). Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа транспортировки нефти и нефтепродуктов в емкости и емкости для осуществления способа, обеспечивающих чистоту внутренней поверхности емкости при перевозке и выгрузке нефтепродуктов. Достигаемым техническим результатом будут малые энергозатраты при выгрузке нефти и нефтепродуктов и высокая чистота внутренней поверхности цистерны, что очень важно в случае загустевшей нефти. Это достигается тем, что в способе транспортировки и хранения нефти и нефтепродуктов в емкости, включающем заполнение емкости нефтью или нефтепродуктами и индукционный нагрев содержимого емкости перед разгрузкой, перед заполнением емкости нефтью или нефтепродуктами в нее помешают чехол из синтетической пленки и заполняют чехол сжатым воздухом для его прижатия к стенкам емкости. А в емкости для транспортировки и хранения нефти и нефтепродуктов включающей зервуар с горловиной, этот резервуар снабжен чехлом из синтетической пленки, например, из термостойкого полимерного материала, имеющим форму и размеры, соответствующие полости резервуара, и оснащенным токопроводящими элементами для индукционного нагрева содержимого. Сущность изобретения поясняется схемой емкости, реализующей предлагаемый способ, в виде железнодорожной цистерны, приведенной на фиг. Устройство включает термостойкую пленку 2,выполненную в виде чехла, размещаемого внутри цистерны 1 и имеющего форму и размеры, соответвующие внутренней полости цистерны. Нагревательные элементы 3 расположены внутри пленки 2 и выполнены в виде спирали, размещенной по внутренней поверхности цистерны 1. Источник питания 4 подключен к концам спирали через горловину 5 цистерны. Способ реализуется следующим образом. Изготавливается специальная форма из термомаслостойкой пленки 2 (лавсан, поливинилхлорид и др.), которая совпадает с формой внутренней полости емкости 1 для транспортировки нефти и нефтепродуктов. Токопроводящие нагревательные элементы 3 расположены внутри изоляционной пленки 2 и записываются электроэнергией через горловину 5 емкости. Эта объемная форма из пленки может быть установлена изнутри емкости двояким образом во-первых, она может быть съемной, в этом случае, перед заливкой нефти она водится в сложенном виде через горловину (люк) емкости, а затем расправляется и прижимается к стенке емкости сжатым воздухом в другом случае, она изготавливается и закрепляется к стенке емкости стационарно. Если выбор того или другого способа установки формы из пленки определяется технологией ее изготовления и особенностями конструкции емкости для перевозки нефтепродуктов, то выбор режима нагрева стенки емкости всецело зависит от физикохимических свойств и вязкости нефти и нефтепродуктов. Электронагревательные элементы могут быть подключены к маломощным источникам энергии (аккумуляторы, тепловозные электростанции) и могутработать постоянно во время транспортировки нефти. В случае загустевшей нефти или в зимнее время может быть использован индукционный нагрев стенки емкости, питание при этом осуществляется стационарными источниками на местах выгрузки нефтепродуктов. 12081 Электронагревательные элементы, изготовленные из жаропрочных сплавов (нихром, фехраль и т.д.) в виде проволоки, находятся в пленке и располагаются спирально по внутренней стенке емкости. При подаче питания они нагревают теплостойкую пленку, а дальше конвективным путем тепло передается пристенной зоне нефтепродукта, что предотвращает прилипание нефти к стенке емкости. При индукционном нагреве токопроводящие элементы изготавливаются из материалов высокой электропроводности (медь, алюминий и т.д.) и могут иметь форму в виде шины с прямоугольным сечением. Попарно подключенные шины к источнику питания являются индукторами плоского типа и в целом создают плоскую спираль внутри емкости. При индукционном нагреве из-за появления вихревых токов в металле стенки емкостей электрическая энергия преобразуется в тепловую, которая дальше передается конвективным путем обогреваемому продукту. Следует отметить, что с точки зрения эффективности нагрева частота напряжения питания является величиной определяющей, однако для каждого частотного диапазона имеются свои особенности конструкции и режима работы, что следует учитывать при расчетах индуктора. Расчеты показывают, что при существующих размерах цистерны (длина - 10-12 м, диаметр - 3-4 м) для разогрева нефтепродукта в пристеночной зоне до 50 С электронагревательные элементы имеют ориентировочно следующие электрические параметры при начальной среднегодовой температуре окружающей среды 10 С и, принимая в качестве конвективно нагреваемого материала мазут, получаем ток нагрева 25 А при напряжении 380 В, соответственно, мощность источника питания составляет 9,5 кВт. При такой низкой температуре нагрева (не более 50 С) в качестве нагревательных элементов могут быть использованы провода из алюминия и меди. Для алюминиевого провода с сечением 20 мм спираль электронагревательных элементов внутри цистерны имеет следующие геометрические параметры общая длина провода - 500 м, шаг спирали 0,2 м при диаметре спирали 4 м. По данным расчетов с момента включения источника питания нагрев продукта в пристеночной зоне до 50 С достигается в течение не более 20 минут. При изготовлении токопроводящих элементов индуктора из тех же материалов (алюминий и медь) необходимый температурный режим (50 С) достигается при мощности электроэнергии не более 10 кВт и при частоте напряжения 10 кГц. Предварительные расчеты показывают, что в случае необходимости применения индукционного нагрева для разогрева всей массы мазута в цистерне (60 т) энергозатраты по предлагаемому способу составляют на порядок меньше, чем в прототипе. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ транспортировки и хранения нефти и нефтепродуктов в емкости, включающий заполнение емкости нефтью или нефтепродуктами и индукционный нагрев содержимого емкости перед разгрузкой,отличающийся тем, что перед заполнением емкости нефтью или нефтепродуктами в нее помещают чехол из синтетической пленки и заполняют чехол сжатым воздухом для его прижатия к стенкам емкости. 2. Емкость для транспортировки и хранения нефти и нефтепродуктов, включающая резервуар с горловиной, отличающаяся тем, что резервуар снабжен чехлом из синтетической пленки, например, из термостойкого полимерного материала, имеющим форму и размеры, соответствующие полости резервуара, и оснащенным токопроводящими элементами для индукционного нагрева содержимого емкости.