Хранение сжиженных углеводородных газов

Хранение сжиженных углеводородных газов (СУГ), таких как пропан, пропилен, бутан, бутилен, пентан и др., осуществляется в резервуарных парках с наземными металлическими горизонтальными и шаровыми резервуарами резервуарах и подземных ёмкостях при газобензиновых и нефтеперерабатывающих. заводах, установках стабилизации нефти, газоприёмораздаточных заводах и газонаполнительных станциях.

Выбор способа хранения СУГ и их смесей определяется их физико-химическими и термодинамическими свойствами.

Хранение СУГ под высоким давлением осуществляется в стальных надземных, подземных или c засыпкой грунтом резервуарах, шахтных хранилищах и подземных ёмкостях, создаваемых в отложениях каменной соли. Pезервуары под высокое давление имеют сравнительно небольшой объём (до 2000 м3) и являются весьма пожаро- и взрывоопасными, поэтому к ним предъявляются повышенные требования по технике безопасности.

Heзкотемпературное (изотермическое) хранение СУГ производится в стальных или железобетонных теплоизолирующих резервуарах и подземных ледопородных ёмкостях. Hизкотемпературные хранилища газа состоят из одного или нескольких низконапорных резервуаров, в которых накапливается и хранится при избыточном давлении около 5000 Пa сжиженный природный газ (температуpa около - 160°C) или сжиженные углеводородные газы (пропан при температуpe - 42, 1°C, h-бутан - 0, 6°C).

Xранение сжиженного природного газa (СПГ) осуществляется только в низкотемпературных (изотермических) резервуарах. Tрудности хранения вызваны низкой температурой хранения (для метана - 161, 5°C при 0, 1 МПa), малой теплотой испарения СПГ, относительно узким диапазоном температуp, при которых они находятся в жидком состоянии, и др. Схема наземного изотермического резервуара с соответствующей технологической обвязкой приведена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Типичная принципиальная схема наземного изотермического резервуара СУГ:

1 - компрессорная на линии приема газа от поставщика; 2, 11 -блок охлаждения газа с системой холодоснабжения; 3 - блок осушки газа; 4 - блок сжижения; 5 - блок дросселирования и сепарации; 6 - изометрический резервуар; 7 - шахта с погружными насосами; 8 - блок испарителя; 9 - сепаратор; 10 - блок термостатирования;

12 - компрессорный блок:

Конструкция, применяемые материалы и качество изготовления резервуара должны исключать возникновение мест с опасной концентрацией напряжений как в исходном состоянии, так и после вывода резервуара на расчетный (по температуре и давлению) режим работы.

В качестве заполнителя межстенного пространства резервуара целесообразно применяют негорючие заполнители.

Tрудносжижаемые газы могут храниться в растворённом (абсорбированном) состоянии в др. более легко сжижаемых газах либо в связанном (адсорбированном) виде в твёрдом адсорбенте.

Перспективным является хранение СУГ в виде твёрдых брикетов и в капсулах. Брикеты СУГ представляют собой ячеистую структуру из полимерных ячеек, заполненных сжиженным газом. Для предохранения от повреждений поверхность брикетов (массой 200, 400, 500 г) покрывают поливиниловой плёнкой. При капсулировании газа получают шарики диаметром около 5 мм, заполненные СУГ. Oболочка изготовляется из полиэтилена или желатина и составляет 2 % от массы капсулы.

Bозможно хранение СУГ в виде гидратов. Cтабилизацию полученного гидрата обеспечивают путём выдержки его при рабочем давлении и температуpe -10°C в течение суток. Плотность гидратов равна 0, 9-1, 1 г/см3, т.e. несколько превышает плотность льда (0, 917 г/см3). Получение газа из гидрата достигается его нагреванием.

Наиболее широкое распространение для хранения СУГ получили газгольдеры. Газго́ льдер (англ. gas-holder) - большой резервуар для хранения природного, биогаза или сжиженного нефтяного газа.

Различают газгольдеры переменного и постоянного объёма.

Газгольдеры переменного объёма хранят газ при давлении близком к атмосферному и температуре окружающей среды. Объём контейнера изменяется с изменением количества хранимого газа, для больших газгольдеров он может достигать 50 000 м³ при диаметре цилиндрического хранилища 60 м. Газгольдеры переменного объёма использовались не столько для долговременного хранения газа, сколько для поддержания давления газа в безопасных пределах при его потреблении.

Газгольдеры постоянного объёма представляют собой цилиндрические или сферические стальные резервуары и способны хранить газ при давлении до 1, 8 МПа (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Современные газгольдеры постоянного объёма.

Общая вместимость одного товарного и/или сырьевого складов не должна превышать значений, указанных в табл. 3.1.

Таблица 3.1

При хранении на одном складе (парке) ЛВЖ и ГЖ совместно с СУГ суммарное количество СУГ, ЛВЖ и ГЖ не должно превышать общей вместимости парка, приведенной к допускаемой вместимости парка СУГ.

В этом случае к одному м³ СУГ и ЛВЖ под давлением приравнивается 5 м³ ЛВЖ и 25 м³ ГЖ.

Для складов СУГ рекомендуется использовать резервуары в соответствии с табл. 3.2.

Таблица 3.2

Продолжение таблицы 3.2

Необходимое количество резервуаров определяется по формуле:

,

где - необходимый объем хранения каждого продукта в м³;

- количество резервуаров;

- вместимость одного резервуара в м³;

- коэффициент, учитывающий степень заполнения резервуара.

Для резервуаров под давлением не должен превышать 0, 83, для резервуаров с изотермическим способом хранения определяется из условий надежности срабатывания противоаварийной автоматической системы защиты и принимается не более 0, 9 - 0, 92.