Технические средства сокращения потерь нефтепродуктов от испарения из резервуаров (стр. 1 из 5)

Содержание

Введение

1 Традиционные средства сокращения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения

1.1 Диски-отражатели

1.2 Газоуравнительные системы

1.3 Покрытия, плавающие на поверхности нефтепродукта

1.3.1 Защитные эмульсии

1.3.2 Микрошарики

1.3.3 Понтоны

1.3.4 Плавающие крыши

2 Применение систем улавливания легких фракций

2.1 Адсорбционные и абсорбционные системы УЛФ

2.2 Конденсационные системы УЛФ

2.3 Компрессионные системы УЛФ

2.4 Комбинированные системы УЛФ

3 Выбор технических средств сокращения потерь нефтепродуктов от испарения

Список использованных источников

Введение

Одним из основных средств улучшения экономических показателей производства является максимальное использование имеющихся резервов (например, сокращение потерь нефти и нефтепродуктов на промыслах, на нефтеперерабатывающих заводах, при транспортировке, на нефтебазах и в процессе потребления). Ориентировочные подсчёты показывают, что годовые потери нефти при перекачке от скважины до установки нефтеперерабатывающего завода и нефтепродуктов при доставке от завода до потребителя включительно составляют около 9% от годовой добычи нефти. При этом в результате испарения из нефти уходит главным образом наиболее легкие компоненты, являющиеся основным и ценнейшим сырьём для нефтехимических производств.

Потери легких фракций бензина приводят к ухудшению товарных качеств, понижению октанового числа, повышению температуры кипения, а иногда и к переводу нефтепродукта в более низкие сорта.

Из общей суммы годовых потерь потери от испарения нефтепродуктов на нефтебазах и при транспортировке составляют примерно 4,5%. Потери от утечек составляют наибольшую часть и могут быть полностью ликвидированы за счёт повышения общей культуры производства и проведения общеизвестных, обязательных организационно-технических и профилактических мер.

Потери нефти и нефтепродуктов, имеющие место при их транспортировке, хранении, приеме и отпуске, условно можно разделить на естественные, эксплуатационные и аварийные.

Одним из основных источников естественной убыли нефтепродуктов являются их потери от испарения из резервуаров при больших и малых «дыханиях». «Большие дыхания» имеют место при операциях заполнения резервуаров.

Эксплуатационные потери в отличие от естественной убыли могут быть полностью устранены.

Аварийные потери возникают вследствие повреждения резервуаров, трубопроводов и оборудования в результате каких-либо непредвиденных ситуаций. Поскольку на всех объектах отрасли производится планомерная работа по предотвращению аварий, то вклад этого вида потерь в их общую величину относительно невелик.

Независимо от вида потерь жидких углеводородов в конечном итоге они оказываются в атмосфере, что отрицательным образом сказывается на окружающей среде, и особенно на здоровье людей.

Таким образом, сокращение всех видов потерь нефтепродуктов является актуальной задачей не только с экономической, но и, что не менее важно, с экологической точки зрения.

В данной работе рассматриваются вопросы применения различных технических средств сокращения потерь нефтепродуктов от испарения из резервуаров.

Сокращение потерь нефтепродуктов – одно из важнейших направлений ресурсосбережения.

1. Традиционные средства сокращения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения

В настоящее время в качестве средств, уменьшающих потери нефтепродуктов от испарения и соответствующее загрязнение окружающей среды, применяются:

- диски-отражатели;

- газоуравнительные системы;

- покрытия, плавающие на поверхности нефтепродукта.

1.1 Диски-отражатели

Диск-отражатель - это препятствие в форме диска, устанавливаемое на некотором расстоянии под монтажными патрубками дыхательной арматуры (рис. 1).

Рисунок 1 - Дыхательный клапан с диском-отражателем: 1—дыхательный клапан; 2 — огневой предохранитель; 3—монтажный патрубок; 4—диск-отражатель

Назначением диска-отражателя является предотвращение перемешивания содержимого газового пространства резервуаров при их опорожнении.

Рисунок 2 - Распределение концентрации по высоте ГП резервуара: 1 —до выкачки; 2 — после выкачки при отсутствии диска-отражателя; 3—то же при его наличии

Как правило, распределение концентрации углеводородов по высоте газового пространства (ГП) резервуаров является неравномерным: вблизи поверхности нефтепродукта она равна концентрации насыщенных паров Cs, а с удалением к кровле - постоянно убывает (кривая 1 на рис. 2).

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 газовое пространство резервуаров, интенсивно перемешивая его содержание. В результате распределение концентрации углеводородов по высоте ГП, исключая поверхностные слои, становится примерно одинаковым (кривая 2).

Если же на пути подсасываемого воздуха установить преграду (ей и является диск), то при ударе о 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).

Нетрудно видеть, что при последующем заполнении резервуара с диском-отражателем в атмосферу, благодаря искусственно созданному неравномерному распределению концентрации по высоте ГП, будет вытеснено меньшее количество углеводородов, чем из резервуара без диска-отражателя. Положительный эффект будет достигнут даже если взлив изменится от Н2 до Н1 поскольку на момент окончания выкачки в резервуаре с диском-отражателем средняя концентрация углеводородов в ГП ниже. Это связано с тем, что после изменения направлений струй воздуха уменьшается интенсивность омывания ими поверхности нефтепродукта, а, следовательно, снижается скорость испарения.

В "Правилах технической эксплуатации нефтебаз" [4] указывается, что диски-отражатели уменьшают потери бензина от испарения на 20...30 %.

1.2 Газоуравнительные системы

Газоуравнительной системой (ГУС) называется газовая обвязка, к которой подключен какой-либо газосборник. Благодаря этому при несовпадении операций закачки и откачки часть ПВС аккумулируется в нем, что делает ГУ С более эффективной, чем ГО.

Роль газосборников могут играть газгольдеры низкого или высокого давления. Эластичные емкости, а также металлические емкости переменного объема (газосборники типа «дышащий баллон»). Возможные варианты их присоединения к резервуарам показаны на рис. 3.

Рисунок 3 - ГУС с газосборником переменного объема: 1—резервуар с бензином; 2—дыхательный клапан; 3—газовая обвязка; 4—газгольдер низкого давления; 5—газосборник типа «дышащий баллон», либо резинотканевый газосборник

Конструкции сухих и мокрых газгольдеров низкого (до 4000 Па) давления известны. Преимущество сухих газгольдеров перед мокрыми заключается в сокращении расхода металла, занимаемой площади, капитальных и эксплуатационных расходов, в устранении увлажнения паровоздушной смеси. Однако сухие газгольдеры имеют также существенные недостатки. В зимнее время влага, присутствующая в газе, образует на внутренней поверхности газгольдера легкую корку, затрудняющую передвижение подвижного диска. При утечках через уплотнения диска в пространстве между подвижным диском и крышей газгольдера возможно образование взрывоопасной смеси газа с воздухом. Кроме того, при изготовлении газгольдеров требуется повышенная точность.

Газгольдеры высокого (до 1,8 МПа) давления представляют собой стальные сосуды цилиндрической или сферической формы. При равном геометрическом объеме с газгольдерами низкого давления их аккумулирующая способность в десятки и даже в сотни раз больше. Газгольдеры высокого давления не имеют подвижных элементов и поэтому их проще изготавливать и эксплуатировать.

Общим недостатком применения газгольдеров являются большие металлозатраты.

С целью уменьшения металлозатрат в системы улавливания легких фракций нефти и нефтепродуктов предложено выполнять газосборники из достаточно эластичного материала (хлопчатобумажная ткань, пропитанная нефте и бензостойким составом) в виде мешков или баллонов.

Работа эластичных газосборников в принципе не отличается от работы резервуаров с «дышащими крышами». Их объем достигает 500 м3 при диаметре 7,6 м.

Вследствие короткого срока службы эластичных газосборников они не получили распространения.

В качестве альтернативы эластичным газосборникам были предложены «дышащие баллоны» из стали. Они представляют собой плоские резервуары большого (12...45 м) диаметра и малой (1... 1,5 м) высоты. Крыша и днище газосборников изготовлены из листовой стали толщиной 2 мм. При наполнении парами крыша газосборников поднимается на высоту 2...4,5 м. Газосборники типа «дышащий баллон» (за рубежом их называют «баллоны Виггинса» не требуют больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

ЛПДС «Салават» Уральского управления магистральных нефтепродук-топроводов (ныне ОАО «Уралтранснефтепродукт») — одно из немногих мест в СССР, где такие газосборники были внедрены. В 1962 г. здесь была сооружена ГУС с двумя газосборниками типа «дышащий баллон» объемом 1000 м3 каждый. Их испытания показали следующее. При заполнении и опорожнении газосборников образуются многочисленные трещины длиной 20...35 мм; их количество увеличивается в прогрессии с увеличением числа циклов заполнения и опорожнения. Подъем и опускание кровли происходит резкими толчками с образованием в металле острых углов, где и возникают трещины. Поскольку эксплуатация газосборников типа «дышащий баллон» оказалась небезопасной, они были демонтированы и списаны в металлолом.