МЕРОПРИЯТИЯ ПО СОКРАЩЕНИЮ ПОТЕРЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ ОТ ИСПАРЕНИЯ В РЕЗЕРВУАРАХ - Методы сокращения потерь нефти и нефтепродуктов

Основная доля всех потерь нефти и нефтепродуктов приходится на испарение из резервуаров. Сокращение потерь от испарения достигается применением следующих методов:

- уменьшением объема газового пространства (ГП) резервуаров; - хранением нефти и нефтепродуктов под избыточным давлением; - уменьшением амплитуды колебаний температуры поверхности нефти или нефтепродуктов и ГП резервуаров; - улавливанием паров углеводородов, вытесняемых из заполняемого резервуара; - рациональной эксплуатацией резервуаров.

Для осуществления этих мероприятий разработаны и применяются различные технические средства и технологии. В настоящее время в качестве средств, уменьшающих потери нефтепродуктов от испарения в резервуарах и соответственно снижающих загрязнение окружающей среды, применяются следующие устройства и технологии:

ГУС

УЛФ

Диск-отражатель - это препятствие в форме диска, устанавливаемое на некотором расстоянии под монтажными патрубками дыхательной арматуры. Назначением диска-отражателя является предотвращение перемешивания содержимого ГП резервуаров при их опорожнении (Рис. 5).

Диск-отражатель препятствует распространению струи входящего в резервуар воздуха в глубь ГП, изменяя ее направление с вертикального на почти горизонтальное. Вследствие этого наиболее насыщенные слои ПВС в ГП, находящиеся у поверхности продукта, не перемешиваются входящей струей воздуха. Перемешивание локализуется в слоях, примыкающих к кровле резервуара, Такой механизм перемешивания уменьшает концентрацию паров воздуха в ПВС, вытесняемой в атмосферу при последующем "выдохе" при заполнении резервуара, т. е. уменьшает потери от испарения.

Как правило, распределение концентрации углеводородов по высоте ГП резервуаров является неравномерным: вблизи поверхности нефтепродукта она равна концентрации насыщенных паров СS , а с удалением к кровле - постоянно убывает (кривая 1 на Рис. 6).

Пусть в резервуаре высотой НР в результате выкачки взлив нефтепродукта изменяется с Н1 до Н2. При этом через дыхательную арматуру в резервуар подсасывается воздух со скоростью до нескольких метров в секунду. При отсутствии на пути струи воздуха каких-либо препятствий она пронизывает ГП резервуаров, интенсивно перемешивая его содержание. В результате распределение концентрации углеводородов по высоте ГП, исключая поверхностные слои, становится примерно одинаковым (кривая 2 на Рис. 6).

Если же на пути подсасываемого воздуха установить преграду (ей и является диск-отражатель), то при ударе об нее энергия струи гасится почти наполовину, а направление движения струи изменяется на горизонтальное.

В последующем происходит Постепенное замещение ПВС вошедшим воздухом, сопровождающееся их смешением. При этом в верхней части ГП преобладает воздух, а в нижней - пары нефтепродукта (кривая 3 на Рис. 6).

Исследования показали, что диски - отражатели дают малый эффект в сокращении потерь, если в резервуар при выкачке нефтепродукта поступает холодный воздух. В этом случае он тяжелее паровоздушной смеси и глубоко проникает в ГП к поверхности нефтепродукта, перемешивая насыщенные слои.

Диски-отражатели эффективно сокращают потери нефтепродуктов, в основном, при "больших дыханиях" из резервуара в теплые месяцы года (весна, лето, осень).

Рис. 5. Дыхательный клапан с диском - отражателем:

1 - дыхательный клапан; 2 - огневой предохранитель; 3 - монтажный патрубок; 4 - диск-отражатель.

Рис. 6. Распределение концентрации ПВС по высоте газового пространства резервуара:

1 - до выкачки; 2 - после выкачки при отсутствии диска - отражателя; 3 - при наличии диска-отражателя.

Установлено также, что Чем меньше вместимость резервуара, тем выше эффективность дисков-отражателей. Объясняется это тем, что струя входящего воздуха более сильно перемешивает содержимое ГП небольших резервуаров. Поэтому установка дисков-отражателей на резервуарах большой вместимости дает меньший эффект, чем на небольших резервуарах.

Эффективность применения дисков-отражателей может колебаться в зависимости от условий проведения операций. Применение дисков-отражателей наиболее эффективно в резервуарах с большими коэффициентами оборачиваемости. Когда время между полным опорожнением и заполнением составляет менее трех суток, сокращение потерь достигает 20-30%.

В последнее время на смену диску-отражателю приходит новая усовершенствованная конструкция, созданная в конструкторском бюро научно-внедренческой фирмы ООО "Баррель" (г. Волжский). Устройство называется Дифференциальное газораспределительное устройство ДОГ.

Газораспределительное устройство ДОГ предназначено для оснащения вертикальных цилиндрических резервуаров низкого (атмосферного) давления с целью сокращения технологических потерь нефти и нефтепродуктов, снижения объемов вредных выбросов в атмосферу, повышения пожаробезопасности резервуарных парков и нефтепромысловых объектов.

Газораспределительное устройство ДОГ устанавливается под дыхательным клапаном внутри резервуара и содержит вертикальный патрубок со щелевым вырезом в нижней его части и конический газоотражатель. В нижней части газораспределительного устройства выполнено отверстие для стока конденсата.

* ДОГ препятствует струе входящего через дыхательный клапан в резервуар воздуха распространиться вглубь газового пространства и обеспечивает строго равномерное его распределение под кровлей без активного смешения с углеводородным газом при опорожнении резервуара и обратный выход воздуха с низкой концентрацией паров продукта при наполнении резервуара; * является эффективным средством снижения количества вредных выбросов продуктов испарения через дыхательную арматуру при "больших дыханиях" резервуара, снижает активность коррозионных процессов в газовой зоне резервуара; * по технологическим характеристикам превосходит аналоги (диски-отражатели) в 2,0-2,5 раза.

Газовая обвязка. Потери от испарения могут быть значительно снижены при использовании газовых обвязок резервуаров и газоуравнительных систем. Простейшим средством улавливания паров нефти или нефтепродуктов, вытесняемых из заполняемого резервуара, является Газовая обвязка. Это газопровод, соединяющий газовые пространства резервуаров. Газовая обвязка сокращает потери в тех случаях, когда одновременно с заполнением одних резервуаров другие опорожняются. В этом случае ПВС из заполняемых резервуаров не уходит в атмосферу, а перетекает в опорожняемые и, следовательно, объем "дыхания" становится меньше.

Если не совпадают операции заполнения нефтью или нефтепродуктом одной группы резервуаров и опорожнения другой группы, объединенных газопроводами, пары продукта из ГП заполняемых резервуаров выталкиваются в атмосферу. Поэтому газовая обвязка применяется, как правило, на однотипных резервуарах при совпадении операций закачки и выкачки нефтепродуктов по времени и соответствии производительностей. При этом недопустимо соединение резервуаров, например, с этилированными и неэтилированными бензинами, так как это приводит к ухудшению качества последних.

Газоуравнительные системы. Газовая обвязка, дополненная газосборником, предназначенным для аккумулирования части ПВС, называется газоуравнительной системой (ГУС), которая сокращает потери нефтепродуктов в значительно большей степени, чем газовая обвязка (Рис. 7).

Если одновременно с заполнением резервуара 1 производится выкачка нефтепродукта из резервуара 2 или 3, то благодаря газоуравнительной системе (ГУС), часть ПВС из резервуара 1 не пойдет в атмосферу, а по трубопроводам ГУС перетечет в конденсатосборный резервуар 2.

Избыток или недостаток перетекаемой ПВС (в зависимости от производительности закачки-выкачки) компенсируется содержанием переменного объема газосборника. В тех случаях, когда часть резервуаров только заполняется или только откачивается, обмен смесью происходит только между ГП этих резервуаров и газосборником.

При прокладке газопроводов необходимо строго соблюдать уклоны для свободного стекания конденсата, образующегося в трубах, в конденсатосборные резервуары.

Рис. 7. Схема газоуравнительной системы

1, 2, 3 - резервуары с нефтепродуктом; 4 - дыхательный клапан; 5 - задвижка; 6 - отвод; 7 - коллектор; 8 - конденсатосборник

При эксплуатации газоуравнительной системы необходимо ежемесячно проверять давление с помощью манометра, подсоединенного к специальным штуцерам на крышах резервуаров или трубах газовой обвязки. Замеренное давление должно соответствовать проектному значению.

Негерметичность резервуаров резко снижает эффективность применения газоуравнительных систем. При потере герметичности каким-либо резервуаром, входящим в газоуравнительную систему (появление трещин на кровле, неплотное прилегание тарелок дыхательных клапанов и т. п.), его необходимо немедленно отключить от газовой обвязки и устранить дефект.

Системы улавливания легких фракций углеводородов. Под системой улавливания легких фракций углеводородов (УЛФ) принято считать Совокупность технологического оборудования, обеспечивающего Отбор и утилизацию легких фракций нефти и нефтепродуктов при Повышении давления в ГП резервуаров до того, как произойдет их "выдох" в атмосферу.

Под утилизацией в данном случае понимается либо накопление ПВС с целью последующего ее возврата в ГП резервуаров, либо отделение углеводородов от нее, либо реализация смеси потребителям.

Простейшей УЛФ является газоуравнительная система (ГУС), объединяющая газовые пространства (ГП) резервуаров.

Покрытия, плавающие на поверхности нефтепродукта

В качестве покрытий, плавающих на поверхности нефтепродукта и препятствующих его испарению, применяются:

- плавающие защитные эмульсии; - микрошарики из пластмасс; - понтоны и плавающие крыши.

Защитные эмульсии. Способ сокращения потерь от испарения путем применения защитных эмульсий заключается в том, что на поверхность нефтепродукта помещается текучая концентрированная эмульсия с меньшей плотностью, чем у защищаемого продукта. Достоинством данного способа сокращения потерь от испарения является то, что эмульсия хорошо распространяется по всей поверхности нефтепродукта, изолируя его от ГП, независимо от степени отклонения стенки резервуара от правильной цилиндрической формы.

Микрошарики. Микрошарики из пластмасс, плавающие на поверхности, также служат для замедления скорости испарения нефтепродуктов. Они представляют собой микросферы диаметром от 10 до 250 Мк, изготовленные из фенолформальдегидных или карбамидных смол и заполненные инертным газом - азотом.

В то же время были выявлены и недостатки микрошариков: их унос из резервуаров вместе с откачиваемым нефтепродуктом, а также налипание на стенки резервуара, По этим причинам защитные покрытия из микрошариков широкого промышленного применения не получили. Защитные эмульсии и микрошарики используют в резервуарах длительного хранения нефтепродуктов (Госрезервы).

Понтоны. Одним из самых эффективных технических решений по уменьшению испаряемости нефтепродуктов является Понтон. Понтон - это плавающее устройство, устанавливаемое внутри резервуара и отделяющее ГП от поверхности продукта. Вследствие чего предотвращается развитие градиента концентрационной конвекции, т. е. смешивание паров продукта с воздухом с последующим выведением смеси из резервуара в окружающую среду.

Конструктивно понтон представляет собой жесткую газонепроницаемую конструкцию в форме диска, закрывающую не менее 90% поверхности нефтепродукта и снабженную затвором, уплотняющим кольцевой зазор между "диском" и стенкой резервуара.

Понтон перемещается в резервуаре при изменении в нем уровня нефтепродукта при закачке и выкачке по направляющим и при нижнем положении устанавливается на опорные стойки.

По материалу, из которого изготовлен "диск" различают Металлические понтоны (стальные и алюминиевые) и понтоны из Синтетических материалов (ПСМ), изготовленные чаще всего из пенополиуретана. Понтоны из синтетических материалов в обязательном порядке оснащаются металлической сеткой с выводом ее заземления для отвода зарядов статического электричества. Синтетические понтоны в РФ не применяют.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО СОКРАЩЕНИЮ ПОТЕРЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ ОТ ИСПАРЕНИЯ В РЕЗЕРВУАРАХ - Методы сокращения потерь нефти и нефтепродуктов

Похожие статьи