Хранение СУГ

Особенности сжиженного углеводородного газа определяют особые условия для его хранения. СУГ - это смесь пропана, бутана и изобутана, которая при повышенном давлении и нормальной температуре окружающей среды, а также при атмосферном давлении и отрицательной температуре приобретает жидкое агрегатное состояние. При других условиях хранения (снижения давления) пропан-бутановая смесь преобразуется в парогазовое состояние. Изменение агрегатного состояния сопровождается уменьшением (при сжижении) или увеличением (при испарении) объема.

В связи с этими особенностями к хранению сжиженных газов предъявляются особые требования.

Условия хранения сжиженного углеводородного газа

СУГ - нестабильная двухфазная система. Его хранение осуществляется в жидком состоянии, что обусловлено, главным образом, тем, что жидкая фаза СУГ в 300 раз меньше по объему, чем паровая.

Чтобы газ самопроизвольно не менял свое агрегатное состояние, объем жидкости и пара должен иметь такое соотношение, при котором создается равновесна система "жидкость-пар". Это означает, что внутри резервуара не происходит ни конденсации паров, ни испарения жидкости. Для этого, внутренний объем емкости заполняется лишь на 85%, тем самым образовывается необходимая для сохранения равновесной системы упругость насыщенных паров. С увеличением температуры повышается давление насыщенных паров.

Параметры хранения сжиженных углеводородных газов*

• рабочее давление до 1,6 МПа
• температура хранения - от -50°С до +60°С
• давление насыщенных паров - выше 0,07-0,16 МПа (при -20°С), выше 0,07 МПа (при -30°C), до 1,6 МПа (при +45°С)
• объемная доля жидкого остатка при +20ºС - не более 0,7-1,8%

* по ГОСТ Р 52087-2003 "Газы углеводородные сжиженные топливные"

Резервуары для хранения сжиженного углеводородного газа

Сжиженный углеводородный газ может хранится в:

• наземных, подземных или обвалованных цилиндрических горизонтальных резервуарах для СУГ (одностенных, двустенных)
• наземных и подземных вертикальных резервуарах для СУГ
• шаровых наземных резервуарах
• изотермических наземных и подземных резервуарах

Горизонтальные газгольдеры для хранения сжиженного углеводородного газа

Завод ГазСинтез^Ⓡ производит горизонтальные резервуары для хранения СУГ объемом до 200 м³ в нескольких конструктивных исполнениях:

• одностенные и двустенные газгольдеры
• наземные и подземные газгольдеры

Двустенная конструкция отличается от одностенной наличием внешнего корпуса. Вторая стенка служит барьером в случае разгерметизации внутреннего корпуса и не допускает попадания сжиженного газа в окружающую среду. Межстенное пространство заполняется инертным газом, этиленгликолем, тосолом или другими инертными газами, чтобы в случае вступления в реакцию с рабочей средой не происходило взрыва. Для осуществления контроля за межстенным пространством емкости дополнительно комплектуются контрольно-измерительными и запорно-предохранительными устройствами, обеспечивающими безопасную эксплуатацию оборудования.

Наземные и подземные горизонтальные газгольдеры отличаются способом установки на месте эксплуатации. Первые монтируются на поверхности земли в железобетонный фундамент на опоры для обеспечения неопрокидываемости емкости. Подземная установка характеризуется высокой степенью безопасности, так как в случае разгерметизации корпуса рабочая среда попадает не в окружающий воздух, в грунт.

Оба способа установки имеют свои особенности:

• подземный вариант экономит наземное пространство на объекте и является взрыво- и пожаробезопасным
• подземные резервуары для СУГ контактируют с почвой, тем самым подвергаются коррозионным нагрузкам. Для продления срока службы корпус покрывается гидроизоляционными материалами: полимерно-битумными мастиками или пенополиуретаном
• наземные резервуары легко монтировать, проще в эксплуатации и проведении внешнего технического осмотра

Наполнение и забор сжиженного углеводородного газа осуществляется посредством насосов или компрессоров через линию наполнения/забора. Также предусматривается линия сброса паров, которая сбрасывает образовавшиеся излишки паровой фазы СУГ и предотвращает взрыво-опасные ситуации.

Вертикальные газгольдеры для хранения сжиженного углеводородного газа

Вертикальные резервуары для СУГ изготавливаются на объем до 20 м³, что обусловлено высотой корпуса. Например, газгольдер объемом 10 м³ имеет общую высоту 5,5 м.

Вертикальная конструкция может устанавливаться как наземно, так и подземно в зависимости от условий на объекте.

Эксплуатационные особенности заключаются в малом зеркале испарения (по сравнению с горизонтальными), что зачастую диктует необходимость использования испарителей или подогревателей.

Вне зависимости от конструктивного исполнения газгольдеры поставляются в полной заводской готовности, что подразумевает быстрый монтаж и ввод в эксплуатацию. Емкости комплектуются необходимым технологическим оборудованием: контрольно-измерительными приборами (уровнемером, манометром, сигнализатором уровня), запорно-предохранительными клапанами, а также регулятором давления на выходном газопроводе. Дополнительно по требованию Заказчика могут поставляться насосы, компрессоры, испарители и испарительные установки для включения газгольдеров в сложные технологические линии, например, в систему отопления и горячего водоснабжения объектов, на производствах.

Шаровые резервуары для хранения СУГ

Шаровые, или сферические, резервуары применяются для хранения большого объема сжиженного газа при рабочем давлении от 0,25 МПа до 2,0 МПа. Так, объем такой емкости может достигать 4000 м³. Минимальный экономически обоснованный объем составляет 600 м³. На газоперерабатывающих заводах шаровые резервуары могут группироваться в резервуарные установки.

Конструктивно они состоят из лепестков, купола (крыши) и днища толщиной от 16 мм до 40 мм (по специальному заказу). Из-за своего большого объема поставляются на объект в разобранном виде, где собираются в соответствии с технологической картой на основании формы лепестков и способа их изготовления.

Благодаря своей форме и условиям хранения газа, экономия металла может достигать до 20% по сравнению с таким же объемом хранения газа в цилиндрических резервуарах.

Изотермические резервуары для СУГ

Данный тип резервуаров отличается способностью хранения газа при атмосферном давлении и низкой температуре, что приводит к понижению упругости паров и, следственно, к возможности уменьшения толщины стенок, а значит, снижению металлоемкости изделия в 8-15 раз. К тому же, условия хранения позволяют недозаполнять резервуар всего лишь на 5% (а не на 15% как в случае с горизонтальными). В результате естественного испарения газа полученная паровая фаза может сбрасываться на свечу или поставляться в системы газоснабжения.

Изотермические резервуары могут устанавливаться как наземно, так и заглубляться в грунт внутрь железобетонного котлована. Их объем достигает до 50000 м³. Они изготавливаются в форме вертикальных цилиндрических емкостей с купольной крышей и теплоизоляцией, которые монтируются на железобетонные опоры (наземные) или основание (подземные).