193122. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés párolgó anyagot tartalmazó tároló terek párolgási veszteségeinek csökkentésére és a gőzök kinyerésére gáz-gőz elegyből
193122 Találmányunk tárgyát tárolóterek, úgymint tartályok, tartálycsoportok, vasúti és közúti tartálykocsik, folyami és tengeri tankhajók, stb. gázterében (légterében) lévő, onnan a tárolandó párolgó anyag betárolásakor kiszorított és/vagy a környezeti hőmérséklet növekedése következtében kiszoruló gáz-gőz elegy hasznosítása képezi. Találmányunkkal megszüntetjük a tároló terekből a gáz-gőz elegy külső légtérbe történő eltávozását, valamint a gáz-gőz elegyből a kondenzálható gőzfázist visszaalakítjuk, elkülönítjük, így a további felhasználást lehetővé tesszük, ezáltal csökkentjük az ú.n. párolgási veszteségeket és jelentős mértékű környezet szennyeződést akadályozzuk meg. Ismeretes, hogy a szénhidrogénnel töltött tartály légterében nyári, meleg napokon 50°C, vagy azt meghaladó hőmérséklet alakul ki, amely a szénhidrogén intenzív párolgását idézi elő. Például egy tipikusnak nevezhető szuperbenzin tenziója +23°C tárolási hőmérsékleten 0,5 bar. A tartály gázterében levő és vele érintkező levegő-benzingőz elegy mintegy 50 tf%-ban (70 s%-ban) benzinből áll az egyensúlyi állapot beállása után. A gáztérben levő levegő-benzingőz elegy benzintartalma ennél magasabb tárolási hőmérsékleten nagyobb, alacsonyabb hőmérsékleten pedig kisebb. Tankautók és vasúti tartálykocsik töltésénél, ahol a szénhidrogén a napsugárzás hatására felhevült fémfallal érintkezik, de a gyors töltés miatt termodinamikai egyensúly nem alakulhat ki, a tartálytérben elhelyezkedő, illetve onnan kiszoruló levegő-benzin, elegy benzinkoncentrációja kisebb, 23 tf%, vagyis 50 tömegszázalék körüli érték, ha a szuperbenzin hőmérséklete +23°C. A kőolaj és a nagy tenziójú kőolajtermékek (benzinek, aromás szénhidrogének, petrolkémiai alapanyagok, stb.) tárolására használt merevtetős tartályok ún. nagy légzésnél, tehát amikor a csaknem fenékig leürített tartályt újratöltik, gyakorlatilag a teljes tartálytérfogatból a fenti koncentrációjú levegő-benzingőz keveréket kiszorítják. Az Amerikái Kőolajintézet több évtizeden át végzett kutatásokat fixtetős tartályok párolgását meghatározó tényezők vizsgálatára, mely adatokat a 2518 „Bülletin"-ben tett közzé. Például egy 30 000 m3 térfogatú - 45,7 m átmérőjű és 18,2 m magas merevtetős tartályban, melyet évçnte átlagosan 8-szor töltenek fel, a mért párolgási veszteség 674 t évente. A merevtetős, folyadékkal töltött tartályokban a folyadék felett gáztér helyezkedik el. Azonos tartályban a gáztér térfogata a feltöltés mértékétől függ. Tény, hogy a környezeti hőmérséklet változásainak kitett tartályok gázterének hőmérséklete követi a külső hőmérséklet változásait. Szemléletesen jelzi ezeket a rendszeres változásokat az, hogy a gáztér éjszaka lehűl, nappal pedig felmelegszik. A légköri nyomásra méretezett tartályok nem viselnek el lényeges nyomásváltozá1 sokat, ezért az ilyen tartályoknál légzőszelepekkel akadályozzák meg a tartály megsérülését előidéző magas vagy alacsony nyomásértékek kialakulását. A légzőszelepek működése következtében a folyadék tároló tartály gázterébe a környezeti hőmérséklet csökkenésekor — általában éjszaka — rendszeresen levegő áramlik be, a környezeti hőmérséklet növekedésekor—általában nappal — rendszeresen levegő-benzingőz (a tárolt anyag gőzei) elegy áramlik ki. Ezt a jelenséget a tároló tartályok kis légzéseinek nevezik, az általa okozott veszteséget pedig légzési veszteségnek hívják. Kézenfekvő dolog, hogy a tartályok töltési és légzési veszteségei egyúttal környezetszennyeződést is okoznak, mivel a kiáramló gőzök a légtérbe távoznak. Egy nagyteljesítményű, modern kőolajfinomítóban a környezeti hőmérsékleten nagytenziójú benzinek és petrolkémiai termékek tárolására több százezer m3 tárolóteret építenek. A finomítóból évenként kiszállított több millió tonna nagytenziójú termék gyakran több technológiai lépcsőn át válik készárúvá. A feldolgozási lépcsők között általában átmeneti tárolókban gyűjtik a félkész termékeket. Vagyis a nagylégzésből eredő veszteségek többszörösen jelentkeznek, míg a légzési veszteség—adott finomító esetében—a tartályok térfogatával arányos. (A töltési és légzési veszteségek mérsékletére vezették be az ún. úszófedeles tartályokat. Ezek mellett azonban működnek merevtetős tartályok is. Sőt még ma is építenek ilyeneket, mert olcsóbbak és könnyebben kezelhetők). A töltési és légzési veszteségek természetesen jelentkeznek a szénhidrogén és petrolkémiai anyagokat szállító és forgalmazó rendszerekben, de a termelő rendszerekben is. Egy ásványolajfinomító, vagy petrolkémiai üzem termékeinek igen nagy részét szállítják vasúti, illetve közúti tartálykocsikban vagy hajókban. A tárolás, illetve forgalmazás technológiájától függően többször is más tartályba töltik a termékeket—például motorbenzineket, speciálbenzineket, repülőbenzint, kerozint, normál-hexánt, izo-hexánt, benzolt, toluolt, BTX frakciót, orto-xilolt, para-xilolt, stb-t. Az anyagokat a finomítókban azonos vagy közel azonos töltőn — például ponttöltőn — vezetik be a szállítóeszközökbe. Különösen a vasúti automata számítógéppel vezérelt ponttöltőknél igen gyakran változik az anyagféleség. Találmányunk célja tehát a tárolóterek párolgási veszteségeinek csökkentésé, — illetve hasznosítása. Ennek különös jelentősége van az ásványolajtermékek—elsősorban benzinek—, vagy szerves anyagok gőzeinek, álfalában a környezeti hőmérsékleten nagy tenziójú folyadékok gőzeinek levegőből vagy más gázból való kinyerésekor. Ismeretesek olyan eljárások, melyek ugyanezt a célkitűzést kívánták megvalósítani. 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
