NO863494L - Reduksjon av restbeholdninger ved fortrengning. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedørec væskeoppbevarings-tanker, og i særlig grad et apparat for fortrengning av en beholdning væske oppbevart i slike oppbevar ingstanker,

I konvensjonelle oppbevaringstanker, spesielt tanker for oppbevaring av råpetroleum og petroleumsprodukter, har bunnen normalt en stort sett flat form. Innstrammings- og utstrømmingsrørene (innsugingsrørene) er vanligvis plassert omkring 0,3 til 0,8 meter over bunnen av tanken og greier derfor ikke trekke opp hele beholdningen av oppbevart væske. Siden prisen på råpetroleum og petroleumsprodukter bare blir høyere og høyere, representerer den væsken som ikke blir pumpet opp en stadig økende verdi. Dessuten stiger også kostnadene ved å oppbevare denne beholdningen. Dette problemet er særlig stort i eksisterende tank-kapasiteter, hvor omkostningene ved å forandre på tanken og/ eller utstyr til å trekke opp større mengder av den totale beholdningen kan være uoverkommelige. I tillegg, i tanker som har flytende tak for å forhindre tap av damp er taket utstyrt med ben som er formet slik at de holder oppe taket når tanken ikke er i bruk. Disse benene er vanligvis minst 1,3 meter høye slik at det skal være mulig for folk å bevege seg under taket for å gjøre rent og slik at det er plass til varmeapparater, agitatorer, rør og annet utstyr på bunnen av tanken. Derfor må beholdningen av væske være minst 1,3 meter dyp for å ha nytte av den dampbeholdende egenskapen til det flytende taket.

Tidligere har det vært gjort forsøk på å redusere væskebeholdningen i en tank ved å fortrenge den med en tettere væske, for eksempel å fortrenge petroleumsprodukter med vann eller råpetroleum med en salt/ vannoppløsning. Både vann, og til en stor grad blandingen salt/ vann, har forårsaket korrosjonsproblemer i tanker. Selv om korrosjon i stor utstrekning kan forhindres ved å påføre egnede belegg på innsiden av tanken, er det fremdeles et problem at oppvarming og agitering ikke kan gjøres skikkelig i konvensjonelle tanker hvor varmeapparatene og agitatorene normalt er plassert én meter over tankbunnen på grunn av vanskeligheten med å blande fortrengningsvæsken med lagringsvæsken. Videre har man den potensielle vanskeligheten at brennstoffsprodukter kan bli forurenset av vann, noe som ikke er ønskelig.

Denne oppfinnelsen overvinner disse ulempene ved at den stiller til rådighet et apparat som fortrenger beholdningen av væske lagret i en tank. Apparatet har en vegg og en stort sett horisontal bunn og består av et stort antall tette blærer, der hver blære består av:

a) bøyelig topp cg bunn, samt bøyelige veggmembraner, og

b) midler til å fylle den nevnte blæren med et flytende fortrengningsmateriale som har større tetthet enn den nevnte

oppbevarte væsken,

hvor de nevnte blærene er anbrakt slik at de dekker hele den brukbare bunnen av den nevnte tanken.

Oppfinnelsen innebærer videre en metode som går ut på å fortrenge beholdningen av verdifull flytende væske med flytende fortrengningsmateriale i en væskeoppbevaringstank som har en vegg og stort sett flat, horisontal bunn og som innebærer anbringelse av et stort antall ugjennomtrengelige blærer bestående av bøyelig topp, vegg og bøyelige veggmembraner på den nevnte tankbunnen slik at veggen til hver blære når den er fylt vil støte opp til veggen til hver sammenstøtende blære og at antallet blærer dekker hele det brukbare området i den nevnte tankbunnen og fører flytende fortrengningsvæske inn i de nevnte blærene.

I tegningene som .viser den foretrukkede utformingen viser:

figur 1 en plantegning av innsiden til en væskeoppbevaringstank med fortrengningsblærer plassert i henhold til oppfinnelsen,

figur 2 et partielt sidetverrsnitt gjennom A-A av figur 1,

figur 3 en planbegning av en tank fylt med blærer og deler av et påfyllingsmanifold i samsvar med en utforming av oppfinnelsen,

figur 4 en ortogonisk projeksjon i partielt snitt av en blære i puteform i samsvar med en annen utforming av oppfinnelsen,

figur 5 en rettvinklet projeksjon i partielt snitt av en blære i innpakket rektangulær form,

figur 6 en rettvinklet projeksjon i partielt snitt av en blære i en halv-sylindrisk form med endevegger.

figur 7 et forstørret partielt bilde av en type blfBreoppfyllings-rør som kan tilpasses bruk i forbindelse med oppfinnelsen.

figur 8 et utvidet partielt bilde av en annen type blære opp fy Hi ng s-rø r.

figur 9 en utvidet partiell snittegning av en blære og en stiv støttevegg langs en del av A-A av figur 1.

I denne patentbeskrivelsen, medregnet krav, er den brukbare tankbunnen definert som det området av bunnen som er tilgjengelig til å dekkes med fortrengningsblærer uten å forstyrre driften til tankutstyret.

I den foretrukne utforming av oppfinnelsen, som vist i figur 1 og 2, er et antall blærer (3) av normalt rektangulært, horisontalt tverrsnitt og omtrent lik høyde plassert på bunnen 2 av væskeoppbevar ing stanken (1) på en slik måte at veggene (4) til hver blære i oppblåst tilstand vil støte opp mot veggene (4) til hver sanmenstøtende blære. Flere av blæreveggene (4) er vist hver for seg for klarhetens skyld, men naturligvis vil de være i berøring når blærene (3) er fylte. Følgelig danner blærene av praktiske grunner når de er fylte med fortrengningsmateriale (20) (figur 2) en stort sett sammenhengende bunn (5) i tank (1). For at så mye som mulig av den verdifulle væsken (21) skal fortrenges er det ønskelig at de oppfylte blærene (3) dekker hele det brukbare området av tankbunnen 2, selv om fullstendig dekning av tankbunnen ikke er nødvendig for all slags bruk av oppfinnelsen.

For å forhindre forstyrrelse av tankutstyret, for eksempel utstrømningsrøret (12), innstrømningsrøret (13) og varmespiralene (14), er blærenes (3) overflater holdt på plass borte fra slikt utstyr. En god måte å gjøre dette på er å anvende solide, stive støttevegger (11), (15), (18) og (22). Disse veggene kan, hvis ønskelig, festes til tankbunnen 2 for å gi kontrollert klaring msd hensyn til innvendig tankutstyr, og hvor nødvendig avstiving (16) kan gi den understøttelsen som trengs for at ikke støtteveggene skal falle samnen i de tilfeller blærene (3) er fylt med fortrengningsmateriale (20) mens tanken er tom for oppbevart materiale. En fordel er at støtteveggene (11), (15), (18) og (22) er høyere enn vegghøyden til blærene (3) for å hindre at blærematerialet kommer i kontakt med toppkantene til de stive veggene og for å gjøre potensiell slitasje av blæremembranene så liten så mulig. Hvis ønskelig kan en eller flere demninger av en hvilken som helst egnet form monteres i toppen på støtteveggene for å hjelpe verdifull væske (21) som renner over inn i tomrommene rundt tankutstyret, spesielt rundt utstrømningsrør (12). Annet tankutstyr som det kan tilrettelegges for omfatter rørverk, flytende takben, jordkabler og andre gjenstander. Blærene kan få komme i berøring med noe av det ubevegelige tankutstyret, for takets bæresøyler, der hvor slik kontakt ikke skader blærene. Der hvor utstyret faller mot vegglinjene (4) til tilstøtende blærer kan det brukes vanlige rektangulære blærer i stedet for spesiallagde. En person som har innsikt i fagområdet kan lett avgjøre slike behov ut i fra en vurdering av den enkelte tankinnside.

Blærene er konstruert av bøyelig membran som er ugjennomtrengelig for og som ikke forringes av verken fbrtrengningsmaterialet (20) eller den oppbevarte væsken (21). Enhver type membran som egner seg kan brukes, for eksempel uvevet bomullslerret eller vevd stoff av elastisk fiber, for eksempel polyester, belagt eller impregnert med egnet harpiks som polyamidharpiks eller en brennstoffbestandig polyvinylklorid-sairoensetning. Alternativt kan membranen bestå av et uforsterket termoplastisk materiale, for eksempel blåst fiM, som er tykt nok til å være motstandsdyktig mot slitasje og hull. Der hvor det er nødvendig mad sømmer, kan disse fremstilles på egnede måter iflg. kjent teknikk, for eksempel dielektrisk eller varme for segling. Blærene kan være av en hvilken som helst egnet form. For at det skal være lettest mulig å lage og montere blærene bør flesteparten produseres i samme størrelse og fasong. En god fasong er- rektangulær i plan og

•tverrsnitt. Altenativt kan bærene plasseres i en radiell oppstilling i en rund tank, der blærene i den indre ringen har form av sektorene i en sirkel, og i den midtre og ytre ringen ville de ha fasong som avkortede sektorer, i det påfølgende drøftet under henvisning til figur (3), nedre del under A'-A'r og til figur 5 som viser en enkel blære. Størrelsen på blærene velges i forhold til de bestemte kravene til installering, medregnet størrelsen på tanken, mengden utstyr, de enkelte blærenes vekt og størrelsen på adgangshuIlene som blærene føres inn i tanken gjennom. En god størrelse er 1 til 1,5 meter i bredde ganger 2 til 3 meter i lengde. Følgelig bestemmes altså antallet blærer av hvilken størrelse de har og hvilken størrelse det er på tanken. Høyden på blærene bestemmes normalt med tanke på å gjøre mengden oppbevart materiale som skal fortrenges så stor som mulig og velges vanligvis slik at den hevede bunnen (5) bringes opp til et nivå som ligger så vidt over utstrømningsrøret (12). I mange eksisterende tanker for oppbevaring av petroleum er det montert et flytende tak for å hindre utslipp av damp fra tanken og påfølgende

forurensningsproblemer. Slike tak flyter på lagret materiale når det er tilstrekkelig innhold og hviler på ben når innholdet av den oppbevarte væsken er lavere enn benhøyden. Blærene krever at det skal være en klaring mellom dem og det flytende taket, og følgelig er den maksimale høyden til blærene noe lavere enn høyden til det flytende taket når det er støttet opp av benene. I prinsippet kan blærene imidlertid lages av ubestemt høyde opp til minst 3 meter om nødvendig. Noen av blærene, for eksempel uensartede blærer (31), (32) og (33) er konstruert i en form som passer til det tilgjengelige tomrommet som støter opp mot tankveggene (30) og det tilstøtende tankutstyret, for eksempel flytende takben (17). Slike former omfatter trapesformede blærer (31) og triangulære blærer (32). Behovet for slike fasongene kan lett bestemmes av en erfaren person, og blærene kan fremstilles ved å skjære til membranene hensiktsmessig før de sys sammen. I de fleste store tanker vil krumningen i veggen (30) være tilstrekkelig stor til at tilstøtende blære kan ha rette utvendige kanter i stedet for avrundede kanter. Som sagt ovenfor, kan blærene kuttes til enhver ønskelig fasong. De nødvendige egenskaper til membran-materialet og sømkonstruksjonen er bøyelighet, at det ikke slipper gjennom fortrengnings- og lagringsmaterialet som nevnt ovenfor, og at det har tilstrekkelig slitasje-motstand til å motstå skader forårsaket av ujevnheter på innsiden av tankveggene (30), tankbunnen 2 og de stive veggene (11), (15), (18) og (22) under førstegangs-påfyIling og normal drift av oppbevaringstanken (1). Fordi det er svært lite trykk på blæremembranene når alle blærene er fylt til samme nivå, trenger ikke den absolutte styrken til membranene å være høy. Når de er fylt til samme nivå, vil de enkelte blærene anta den foretrukne fasongen, og det vil være liten utbuling på membranveggene, -toppene, og -bunnene bortsett fra det som er nødvendig for å tilpasses ujevnhetene i tanken og de stive veggene, som nevnt ovenfor. Det er en fordel at blærene fylles samtidig slik at fortrengningsmaterialet holdes på et jevnt nivå under hele oppfyllings-operasjonen. En annen fordel er at fordelingsrør og vanlig rør kan settes inn midlertidig eller festes permanent til hver blære slik at alle blærene fylles med samme hastighet. Skulle det skje at nivået av fortrengningsmaterialeble høyere i en av blærene enn i de andre under oppfyllingen, ville strømmen av fortrengningsmateriale måtte arbeide mot et høyere trykkhode med det resulat at strømningsnastigheten inn i blæren ville synke og nivået av fortrengningsmateriale (20) bli utjevnet. Alternativt kan det brukes strømningsmålere for å sikre jevn oppfylling av blærene.

Før innføring av blærene (3), anbringes støtteveggene (11), (15), (18) og (22) for å beskytte tankutstyret og festes skikkelig til tankbunnen. I noen tilfeller kan støtteveggene alternativt eller i tillegg festes til tankutstyret. Festematode velges etter hva som er best skikket til den bestemte innretningen, for eksempel sveising eller påføring av klebemidler. Støtteveggene (11), (15), (18) og (22) bør helst bestå av en vertikal del (11)b som gir støtte for å hindre at blæreveggen (4) faller sammen og en horisontal del (Ha) nede som hviler på tankbunnen (30), hvor blæren (3) hviler som illustrert i figur 9. Støttevegger kan være av en enhetskonstruksjon som for eksempel en metallplate av passe tykkelse, eller de kan alternativt være fabrikert med for eksempel en stiv ranroe og pla tema te r ia le festet til rammen. Staget (16) forhindrer at støtteveggen blir bøyd eller faller sarrmen. I noen tilfeller kan anbringelse av en horisontal del (lia) gi så god støtte til støtteveggen at det kreves færre stag, særlig når støtteveggen er krum. Fordi blærene og fremgangsmåten etter denne oppfinnelsen brukes primært i eksisterende oppbevaringstanker, er det en fordel å kunne føre blærene inn gjennom eksisterende adgangshull i tanken. Blærene er tomme når de føres inn i tanken gjennom et adgangshull og kan føres inn i en beleilig sanmenbrettet, sammenrullet tilstand. Blærene bringes på plass og rulles ut slik at bunnmsmbranen ligger flat på tankbunnen samtidig som kantene støter opp mot kantene til de tilstøtende blærebunnene. Når alle blærene er plassert inne i tanken og alle påfyllingsrørene og forgreningsrørene er festet, starter oppfyllingsprosedyren, og den hevede bunnen (5), som hovedsakelig består av toppmembranen til blærene (3), bringes opp til ønsket høyde som fortrinnsvis er omtrent den samme som høyden til blæreveggene (4), men som kan være en tanke lavere eller høyere enn blæreveggene om ønsket.

Fortrengningsmaterialet (20) må ha en større tetthet enn den oppbevarte væsken (21). Hvis den oppbevarte væsken er et petroleumsprodukt med en tetthet som er mindre enn 1 g/ ml, er tettheten til vann nok til at de fylte blærene blir liggende under petroleumsproduktet. Det går an å bruke et flytende fast stoff som fortrengningsmateriale forutsatt at det har en egenvekt som er større slike plasser kan rektangulære blærer brukes fordi membranenes fleksibilitet vil kompensere for små ujevnheter i den ønskede formen. Figur 6 viser en annen alternativ utforming av blærene 3c der membranen 70 er lagd som et kontinuerlig rør av et normalt rektangulært tverrsnitt. En søm 76 kan brukes der hvor røret er lagd av flatt, sammenrullet nteiiforanmateriale. Endemembraner 71, normalt rektangulær i fasong, er festet til membran 70 ved sømmene 72 som danner åtte av de tolve kantene til blæren 3c. De gjenstående fire kantene dannes av krunrne deler 73. Blærepåfyllingsrøret 44 vises på den øvre flaten til blæren i denne utformingen. Figur 7 viser en utforming der blærepåfyllingsrøret er plassert på toppen av blæren. Et lokk (8)1 tetter igjen røret 44 og tetter følgelig også blæren mot tap av fortrengningsmateriale. Lokket 81 bør helst festes til påfyllingsrøret 44 ved gjenger, selv om enhver egnet festemetode kan brukes. En alternativ utforming i figur 8 innebærer blærepåfyllingsrøret 44 hvorpå ventilen 82 og i sin tur det tertiære påfyllingsrøret 43 er festet. Utformingen av figur 8 er særlig hensiktsmessig hvis påfyllingsrørene 43 skal holdes på plass når tanken settes i drift, siden ventilen 82 forhindrer tap av fortrengningsmateriale og overføring av materiale mellom blærene 3 mens tanken er i drift. Blærepåfyllingsrøret 44 kan lages av delvis bøyelig materiale slik at det kan brettes flatt mot blærene etter at de er oppfylte.

Fagkyndige personer vil forstå at blærene må være væsketette. En hensiktsmessig måte å sikre væsketetthet på vil være å trykkprøve blærene under lavt trykk før de føres inn i tanken, og på den måten sikre at fortrengningsmaterialet og det oppbevarte materialet ikke får blande seg med hverandre.

Claims (24)

1. Et apparat for fortrengning av restbeholdning av oppbevart væske i en tank som har en vegg og en stort sett horisontal bunn, karakterisert ved antall ugjennomtrengelige blærer, der hver blære består av a) bøyelige membraner som danner topp-, bunn- og veggdeler, og b) midler til å fylle den nevnte blæren med flytende fortrengningsmateriale med større tetthet enn den nevnte oppbevarte væsken, der de nevnte blærene er oppstilt slik at de dekker stort sett hele den brukbare bunnen av den nevnte tanken.

2. En metode som går ut på å fortrenge beholdningen av verdifull flytende væske med flytende fortrengningsmateriale i en væskeoppbevaringstank som har en vegg og stort sett flat, horisontal bunn karakterisert ved anbringelse av et stort antall ugjennomtrengelige blærer bestående av bøyelig topp, vegg og bøyelige veggmembraner på den nevnte tankbunnen slik at veggen til hver blære når den er fylt vil støte opp til veggen til hver sammenstøtende blære og at antallet blærer dekker hele det brukbare området i den nevnte tankbunnen og fører flytende fortrengningsvæske inn i de nevnte blærene.

3. Apparat iflg. krav i krav 1, karakerisert ved midler for oppfylling av et antall blærer i den nevnte tanken stort sett samtidig.

4. Apparat iflg. krav i krav 3, karakterisert ved at de nevnte midlene for oppfylling samtidig består av rør og forgreningsrør som skal fordele det nevnte fortrengningsmaterialet mellom det nevnte antallet blærer.

5. Apparat iflg. krav i krav 1, karakterisert ved at den nevnte tankbunnen består av ubrukbareområder, og de nevnte ubrukbare områdene inneholder minst ett innstrømningsrør, utstrømningsrør, varmeapparater, bæresøyler og flytende og støtteben til det flytende taket, og der stort sett stive beskyttelsemidler montert for å forhindre de nevnte blærene fra å utvides innover de nevnte ubrukelige områdene.

6. Apparat iflg. krav i krav 5 karakterisert ved at de nevnte beskyttelsesmidlene består av stort sett vertikale stive vegger.

7. Apparat iflg. krav i krav 6 karakterisert ved at de nevnte beskyttelsesmidlene har en nedre del som skal hvile på den nevnte tankbunnen under de nevnte blærene.

8. Apparat iflg. krav i krav 6 karakterisert ved at de nevnte beskyttelsemidlene består av en bøyelig plate som er festet til en stort sett stiv ramme.

9. Appart iflg. krav i krav 1 der minst en av de nevnte blærene er formet i plan for å være i så nær kontakt som mulig med de nevnte tank vegg oie.

10. Apparat iflg. krav i krav 1 eller 9 karakterisert v e d at minst en av de nevnte blærene er stort sett triangulære i plan,

11. Apparat iflg. krav i krav 1 karakterisert ved at minst noen av de nevnte blærene er formet i plan som avkortede sirkelsektorer.

12. En metode iflg. krav i krav 2 karakterisert ved at det nevnte flytende fortrengingsmaterialet føres stort sett samtidig inn i et antall av de nevnte blærene.

13. Apparat iflg. krav i krav 1 karakterisert ved at det nevnte fortrengningsmaterialet er en salt/ vannoppløsning.

14. Apparat iflg. krav i krav 13 karakterisert ved at det nevnte saltet er et magnesiumsulfat.

15. En metode iflg. krav i krav 2 karakterisert ved at det nevnte fortrengingsmaterialet er en salt/ vannoppløsning.

16. En metode iflg. krav i krav 15 karakterisert ved at det nevnte saltet er magnesiumsulfat.

17. Apparat iflg. krav i krav 1 karakterisert ved at de nevnte topp-, bunn~ og veggmembranene består av puteformede membraner.

18. Apparat iflg. krav i krav 1 karakterisert ved at de nevnte topp-, bunn- og veggmembranene består av en kontinuerlig rektangulær membran og endemembraner som skal lukke den nevnte rektangulære endemembranen.

19. Apparat iflg. krav i krav 1 karakterisert ved at de nevnte topp-, bunn- og endemembranene består av en tre-sidet membran som sammen med en annen tre-sidet membran skal danne en stort sett rektangulær, hul blære.

20. Apparat iflg. krav i krav 4 karakterisert ved at de nevnte påfyllingsmidlene består av påfyllingsrør som er festet til og står i forbindelse med de nevnte blærene og som er utstyrt med lukkemidler som tillater stort sett permanent gjenåpningsbar stenging av de nevnte påfyllingsrørene.

21. Apparat iflg. krav i krav 20 karakterisert ved at det nevnte lukkemiddelet er et lokk.

22. Apparat iflg. krav i krav 20 karakterisert ved at det nevnte lukkemiddelet er en ventil.

23. Apparat iflg. krav i krav 20, 21 eller 22 karakteris e r t v e d at det nevnte påfyllingsrøret strekker seg inn i bunnen av de nevnte blærene når de er fylt.

24. Apparat iflg. krav i krav 1, 4 eller 20 karakteriser t v e d at det også består av luftemidler som står i forbindelse med de nevnte blærene og som er lagd slik at de skal slippe ut damper fra de nevnte blærene under eller etter påfylling. SftfMENDKVS Denne metode og tilhørende apparat er lagd for å kunne fortrenge en porsjon væske oppbevart i tank ved hjelp av blærer konstruert av ugjennomtrengelige membraner og midler til å fylle blærene med flytende materiale som har større tetthet enn den oppbevarte væsken.