УДК 66

УМЕНЬШЕНИЕ ПОТЕРЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ХРАНЕНИИ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ

№22,

Технические науки

Нурмиев Ильнат Азатович

Ключевые слова: УТЕЧКА; ИСПАРЕНИЕ; СМЕШЕНИЯ; ПРИЧИНЫ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО СОКРАЩЕНИЮ ПОТЕРЬ НЕФТИ ОТ ИСПАРЕНИЯ; LEAKAGE; EVAPORATION; MIXING; CAUSES AND MEASURES TO REDUCE OIL LOSSES FROM EVAPORATION.

Аннотация: В данной статье рассматривается потери нефтепродуктов при хранении и транспортировке.

Потери нефти и нефтепродуктов наносят большой вред всему народному хозяйству, поэтому борьба с потерями — чрезвычайно важная и актуальная задача. Для борьбы с потерями необходимо знать причины, вызывающие потери нефти и нефтепродуктов. Потери происходят от утечек, испарения, смешения’ различных сортов нефтепродуктов. По данным исследований в системе транспорта и хранения примерно 75% потерь нефти и нефтепродуктов происходит от испарения. Всякое выталкивание паровоздушной смеси из газового пространства резервуара в атмосферу сопровождается потерями нефтепродукта, испарившегося в газовое пространство – это и есть потери от испарения. Они происходят по следующим причинам.

Первая причина — от вентиляции газового пространства. Если в крыше резервуара имеются в двух местах отверстия, расположенные на расстоянии по вертикали, то более тяжелые бензиновые пары будут выходить через нижнее отверстие, а соответствующее количество атмосферного воздуха входить в газовое пространство резервуара через верхнее отверстие; установится естественная циркуляция воздуха и бензиновых паров в резервуаре, образуется так называемый газовый сифон. Потери от вентиляции могут происходить через открытые люки резервуаров, цистерн путем простого выдувания бензиновых паров ветром, вследствие чего их необходимо тщательно герметизировать.

Вторая причина — потери от «больших дыханий» — от вытеснения паров нефтепродуктов из газового пространства емкостей закачиваемым нефтепродуктом. Нефтепродукт, поступая в герметизированный резервуар, сжимает паровоздушную смесь до давления, на которое установлена арматура. Как только давление станет равным расчетному давлению дыхательного клапана, из резервуара будут выходить пары нефтепродукта, начнется «большое дыхание» («выдох»). Чем больше давление, на которое отрегулирован дыхательный клапан, тем позднее начнется «большое дыхание». При откачке нефтепродукта из резервуара происходит обратное явление: как только вакуум в резервуаре станет равен вакууму, на который установлен дыхательный клапан, в газовое пространство начнет входить атмосферный воздух — произойдет «вдох» резервуара.

Третья причина — потери от «обратного выдоха». Вошедший в резервуар воздух начнет насыщаться парами нефтепродукта; количество газов в резервуаре будет увеличиваться; вследствие этого по окончании «вдоха», спустя некоторое время из резервуара может произойти «обратный выдох» — выход насыщающейся газовой смеси. Четвертая причина — потери от насыщения газового пространства. Если в пустой резервуар, содержащий только воздух, залить небольшое количество нефтепродукта, последний начнет испаряться и насыщать газовое пространство. Паровоздушная смесь будет увеличиваться в объеме, и часть ее может уйти из резервуара — произойдут потери от насыщения.

Пятая причина — потери от «малых дыханий» происходят в результате следующих причин:
а) из-за повышения температуры газового пространства в дневное время. В дневное время газовое пространство резервуара и поверхность нефтепродукта нагреваются за счет солнечной радиации. Паровоздушная смесь стремится расшириться, с поверхности нефтепродукта испаряются наиболее легкие фракции, концентрация паров нефтепродукта в газовом пространстве повышается, давление растет. Когда избыточное давление в резервуаре станет равным давлению, на которое установлен дыхательный клапан, он открывается и из резервуара начинает выходить паровоздушная смесь — происходит «выдох». В ночное время из-за снижения температуры часть паров конденсируется, паровоздушная смесь сжимается, в газовом пространстве создается вакуум, дыхательный клапан открывается и в резервуар входит атмосферный воздух — происходит «вдох»;
б) из-за снижения атмосферного давления. При этом разность давлений в газовом пространстве резервуара и атмосферного может превысить перепад давлений, на который установлен дыхательный клапан, он откроется и произойдет «выдох» («барометрические малые дыхания»). При повышении атмосферного давления может произойти «вдох».

Существуют различные мероприятия по сокращению потерь нефти от испарения:

а) Любое уменьшение газового пространства является одним из наиболее эффективных методов борьбы с потерями от испарения. Этот метод получил воплощение в резервуарах с плавающими крышами, с понтонами или плавающими экранами, с плоскими крышами, при хранении на водяных подушках или в настоящее время в контакте с рассолом в подземных соляных куполах. Резервуар с понтоном отличается от резервуара с плавающей крышей наличием стационарной кровли и отсутствием шарнирных труб и водостоков с обратным сифоном, предназначенных для удаления воды с поверхности плавающей крыши. Наличие стационарной кровли предотвращает попадание на поверхность плавающего понтона атмосферных осадков. Резервуары с понтонами распространены в северных районах и в средней полосе; резервуары с плавающей крышей преимущественно в южных районах. Понтоны и плавающие крыши изготовляются из стали, синтетических и резинотканевых материалов. Хранение легкоиспаряющихся нефтепродуктов в вертикальных цилиндрических резервуарах рекомендуется только при уклоне крыши 1:20 («плоские» крыши). Плавающие крыши сокращают потери от «малых и больших» дыханий в среднем на 70—80%. б) Сокращение амплитуды колебания температуры газового пространства уменьшает потери от испарения. Для уменьшения амплитуды колебания температуры защищают резервуары от нагревания солнечными лучами. Наиболее простое мероприятие — затенение небольших резервуаров путем насаждения лиственных деревьев. Сюда же относится и окрашивание резервуаров луче-отражающими светлыми красками, устройство луче-отражающих экранов из асбофанеры, шифера и других материалов; их помещают на расстоянии 0,1—0,5 м от корпуса и покрытия резервуара. Простейшим мероприятием является устройство на резервуарах водяного экрана. С этой целью боковые стенки резервуара делают возвышающимися над плоским покрытием. В образовавшийся бассейн наливают воду, добавляя ее по мере испарения, либо устанавливают непрерывный ток воды. Газовое пространство охлаждается за счет скрытой теплоты испарения воды и разности температур охлаждающей воды и паро-воздушной смеси. Водяные экраны на 25—30% снижают потери от «малых дыханий» резервуаров. Сокращение амплитуды колебания температуры газового пространства достигается также заглублением резервуаров. В резервуарах, заглубленных на 0,5 м, суточные колебания температур практически не наблюдаются. В железобетонных резервуарах из-за высокого теплового сопротивления бетонных стенок температура внутри резервуара в течение суток мало меняется, и поэтому потери от малых дыханий из таких резервуаров незначительны.

в) При увеличении нагрузки клапана давления (хранение под давлением) можно сократить потери от «больших дыханий» и ликвидировать потери от «малых дыханий». Вертикальные цилиндрические стальные резервуары с обычной кровлей мало пригодны для хранения под давлением, так как конструкция их рассчитана лишь на небольшие избыточные давления и вакуум. К резервуарам, рассчитанным на повышенное избыточное давление и вакуум, относятся вертикальные цилиндрические резервуары со сферическим покрытием при высоких давлениях (0,03 — 0,04 МПа) объемом до 2000м3, при низких (0,015 — 0,02 МПа) — до 5000м3. На большие избыточные давления рассчитаны и каплевидные резервуары. Каплевидные резервуары объемом до ~ 6000м3 при давлении 0,03 — 0,2 МПа строят с опорным кольцом и экваториальной опорой.

г) Потери от испарения можно сократить улавливанием паров нефтепродуктов. В сфере транспорта и хранения широкое распространение получили газовые обвязки. Ввиду отсутствия надежного промышленного образца газосборника газовые обвязки сокращают потери только при совпадении операций закачки и выкачки в группе обвязанных резервуаров.

д) Для сокращения потерь большое значение имеет уменьшение парциального давления паров нефтепродукта в газовом пространстве. Применение понтонов кроме сокращения до минимума объема газового пространства между поверхностью продукта и понтоном приводит также к уменьшению парциального давления паров нефтепродукта в пространстве между понтоном и кровлей резервуара, что сокращает потери из этого пространства в атмосферу.

е) Потеря нефтепродуктов от испарения можно в значительной степени уменьшить путем рациональной организации эксплуатации резервуарных парков: герметизации резервуаров, регулярной ревизии дыхательной арматуры, хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов в заполненных резервуарах, сокращения до минимума количества внутрибазовых перекачек и др. Но, к сожалению, полностью избежать потерю нефтепродуктов невозможно. Основные методики расчета и принятия к учету показателей естественной убыли нефтепродуктов. Среди таких способов, как правило, выделяют два основных: посуточный расчет и расчет при проведении каждой технологической операции и сводный расчет за определенный период. Первый вид расчетов (по отдельным проводимым операциям и ежесуточно) применим далеко не всегда. Его можно использовать в тех случаях, когда заранее известно, что абсолютный размер естественной убыли по каждой проводимой операции больше, чем используемая на предприятии точность учета (к примеру, больше одного килограмма). Вследствие этого, такой метод применим лишь на крупных предприятиях нефтяной и нефтеперерабатывающей отрасли, где практически не работают с мелкими партиями нефтепродуктов. Примером такого линейная производственно-диспетчерская станция (сокращенно – ЛПДС), на которой размер одной партии нефтепродуктов крайне редко бывает меньше, чем тысяча тонн. Суть этой методики заключается в том, что естественные потери рассчитываются и берутся к учету в момент учета конкретной операции (поступление или отгрузка) с нефтепродуктами. Другими словами, количественное значение остатков НП сразу снижается на величину убыли, полученную расчетным путем. Если же НП находятся на хранении в резервуарном парке предприятия, убыль рассчитывают и списывают ежедневно (или каждую смену). Делают это, в основном, в начале суток или при пересменке. Однако таких крупных предприятий в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности – немного. Основную массу таких предприятий составляют нефтебазы мелкого и среднего размеров, на которых, как правило, происходит приемка продукции железнодорожным транспортом, а её отпуск – в основном автомобильным. При такой работе обычный размер каждой партии товара составляет лишь несколько тонн. Поэтому в таких организациях первая методика неприменима, а возможно только проведение расчета естественных потерь за определенный отчетный период, которым обычно служит месяц, квартал и год. При таком расчете массы учитываемых нефтепродуктов могут определяться практически с любой точностью (хоть до граммов), однако к учету принимаются только значения убыли, округленные до целых значений (в килограммах или литрах).

Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов — один из важных путей экономии топливно-энергетических ресурсов, играющих ведущую роль в развитии экономики и интенсификации общественного производства.

Список литературы

  1. Сальников, А.В. Потери нефти и нефтепродуктов: учеб. пособие / А. В. Сальников. — Ухта : УГТУ, 2012. — 108 с., ил.
  2. Константинов Н.А. Потери нефти и нефтепродуктов. М.: Недра, 1991
  3. Новоселов В.Ф. Расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепродуктов М.: Недра, 1995
  4. https://studbooks.net/1711849/tovarovedenie/klassifikatsiya_poter_nefti_ispareniya_hranenii