ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

ВИЗНАЧЕННЯ ВИКИДІВ ПАРІВ НАФТОПРОДУКТІВ В АТМОСФЕРУ З РЕЗЕРВУАРІВ РІЗНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

Мета роботи – ознайомитись з видами нафтових резервуарів та їх роботою, методами скорочення втрат нафтопродуктів; визначити викиди парів нафтопродуктів в атмосферу з різних видів резервуарів.

Теоретичні відомості

Характеристика безпечних речовин, що використовуються в діяльності нафтових підприємств. Бензини автомобільні - це легкозаймиста рідина з температурою самозаймання 225-370°С. Вибухонебезпечна концентрація суміші його парів з повітрям складає 1-6%. Температура спалаху – від мінус 27С до мінус 39С , концентраційні межі поширення полум’я від (0,76 до 5,16)% (об’ємні), температурні межі займання: нижня – від мінус 27С до мінус 39С, верхня – від мінус 8С до мінус 27С.

Клас небезпеки бензинів за ГОСТ 12.1.007:

• у разі інгаляційного впливу – 3 (речовини помірно небезпечні);

• у разі потрапляння в шлунок – 4 (речовини мало небезпечні);

• у разі потрапляння на шкіру – 3 (речовини помірно небезпечні).

Бензини мають слабо виражену кумулятивну дію, викликають помірне подразнення шкіри (інтенсивністю 1 бал) та сухість шкіри, подразнюють слизові оболонки; чинять інгаляційну дію. Бензини мають слабо виражену алергенну і подразнювальну дії.

Бензини токсичні при нетривалому вдиханні пари автобензину, концентрація якого складає 0,6-0,7 мг/л, з’являється головний біль, неприємні відчуття, кашель у горлі. Більш тривале перебування у забрудненому середовищі викликає збудження, роздратування, запаморочення, слабкість, а, в окремих випадках, тяжкі отруєння. Концентрація пари бензину 35-40 мг/л небезпечна для життя людини навіть при вдиханні протягом 5-10 хвилин. Контроль повітря робочої зони під час роботи з бензинами провадиться на наявність парів вуглеводнів (ГДК=300мг/м³), бензину (ГДК=100 мг/м³), оксиду вуглецю (ГДК=20 мг/м³). В атмосферному повітрі населених пунктів ГДК бензину (нафтового, низькосірчистого у перерахунку на вуглець) становить: максимальна разова – 5,0мг/м³, середньодобова – 1,5 мг/м³, ІV клас небезпеки згідно з ДСП №201.

Бензини автомобільні, згідно ГОСТ 19433-88 ”Вантажі небезпечні. Класифікація та маркування” відносяться до небезпечних вантажів класу 3, підкласу 3.1, класифікаційний шифр 3111, креслення 3. Ідентифікаційний номер бензинів автомобільних за списком ООН – 1203.

Вибух та пожежа можуть статися внаслідок загоряння бензинів чи їх парів, що нагріті до температури займання, або при його контакті з поверхнею, яка нагріта вище температури самозаймання.

Фізико-хімічні властивості автомобільних бензинів такі:

Температура кипіння початок 30°С – кінець 215°С;

Густина при 200С не більше 780 кг/м³;

Тиск насиченої пари (не більше) 79,9 кПа;

Температура самозаймання 225-370°С;

Температура займання нижня –27°С –39°С

верхня –8°С-27°С.

Фізико-хімічні властивості нафти і нафтопродуктів характеризуються: фракційним складом, густиною, в'язкістю, хімічною стабільністю при зберіганні і транспортуванні, летючістю, випаровуванням тощо.

Випаровування – властивість нафти та нафтопродуктів переходить з рідкого стану в газоподібний, оцінюється за тиском насиченої пари.

Тиск насичених парів – це тиск, який має пару, що знаходиться в рівновазі з рідкою фазою при даній температурі. Коли тиск в газовому просторі перевищує тиск насиченої пари, то виникає кипіння - інтенсивне випаровування рідини по всьому об'єму рідини.

Основними видами втрат від випаровування в резервуарах є “велике” і “мале” дихання.

“Велике дихання” відбувається при заповненні резервуару нафтою або нафтопродуктами, внаслідок чого з газового простору витісняється в атмосферу пароповітряна суміш. В процесі великих дихань об'єм пароповітряна суміші приблизно рівний об'єму завантаженої в резервуар нафти.

“Мале дихання” виникає за рахунок щодобових коливань температури і барометричного тиску зовнішнього повітря, а, отже, і коливання тиску в газовому просторі резервуару. Зменшення втрат від малих дихань досягається скороченням добових коливань температур в газовому просторі шляхом вживання запобіжного забарвлення резервуарів в світлі тони.

Методи скорочення втрат нафтопродуктів поділяють на п’ять груп:

1) скорочення об'єму газового простору. Це досягається в резервуарах з плаваючими дахами і понтонами (рис.2.2, 2.3 і 2.4). Понтон, є порожнистим диском. В таких резервуарах втрати від випаровування скорочуються до 90%. В резервуарах з плаваючим дахом майже повністю відсутній газовий простір і, таким чином, запобігає втратам від великих і малих дихань.

2) зберігання під надмірним тиском в резервуарах розрахованих на це;

3) зменшення амплітуди коливань температури газового простору резервуару (теплова ізоляція, охолоджування водою в літній час і підземне зберігання).

Перелік факторів і основних причин, що сприяють виникненню та розвитку ймовірних аварій:

• переповнення резервуарів, баків, експлуатація негерметичного обладнання;

• відмова обладнання (корозія, зношення деталей, прокладок, деформація, вичерпання строку служби);

• порушення строків ППР, ТО, низька їх якість;

• порушення режимів ведення процесу, (тиск, температура, швидкість зливу, рівень наливу);

• помилки дії персоналу (низька якість підготовки, відсутність досвіду);

• зовнішні фактори (пожежі на прилеглих об’єктах, транспортні аварії).

Порядок виконання лабораторної роботи

ЗАВДАННЯ 1. На нафтобазі зберігаються різні нафтопродукти в РВС. Дані за варіантами приведені в табл. 2.1. Розрахувати максимальні і річні викиди в атмосферу.

Таблиця 2.1

Вихідні дані	Бензин автомобільний
Vгмах, м3/год	350
Ввл, т	25000
Vр, м3	7000
Воз, т	17000
Nр, од.	6
ССВ	відсут. понтон ГОР
Режим експл.	мірник

максимальні викиди (М, г/с)

М = С₁ · К_р^max · V_год^max/3600,

річні викиди (G , т/рік)

G = (У₂ · В_оз + У₃ · В_вл) · К_р^max · 10^–6 + G_хр · К_дк · N_р,

де: С₁ - концентрація пари нафтопродукту в резервуарі (г/м³), приймається з таблиці 2.15;

К_р^max - коригуючий коефіцієнт, приймається з таблиці 2.16;

V_год^max - максимальний об'єм пароповітряної суміші (м³/год), що витісняється з резервуару під час закачування нафтопродукту, рівний продуктивності насосу;

У₂, У₃ - середні питомі викиди (г/т) з резервуарів відповідно в осінньо-зимової і весняно-літній періоди року, приймається з таблиці 2.15;

В_оз, В_вл - кількість закачаної в резервуар рідини (т) в осінньо-зимової і весняно-літній періоди року;

G_хр - викиди пари нафтопродуктів при зберіганні бензину автомобільного в одному резервуарі (т/рік), приймається з таблиці 2.17;

К_дк - дослідний коефіцієнт, приймається з таблиці 2.15;

N_р - кількість резервуарів, од.; ССВ - способи скорочення викидів.

Максимальні викиди

1 кліматична зона

Категорія А. М(наз.верт.)=777,6·0,8·350/3600=60,482 г/с

М(підз.)=777,6·0,7·350/3600=52,928 г/с

М(наз.гор.)=777,6·0,9·350/3600=68,04 г/с

Категорія Б. М(наз.верт.)=777,6·0,85·350/3600=64,26 г/с

М(підз.)=777,6·0,75·350/3600=56,7 г/с

М(наз.гор.)=777,6·0,95·350/3600=71,82 г/с

Категорія В. М(наз.верт.)=777,6·0,9·350/3600=68,04 г/с

М(підз.)=777,6·0,8·350/3600=60,482 г/с

М(наз.гор.)=777,6·1·350/3600=75,6 г/с

Категорія А,Б,В. Режим експлуатації - “мірник”. ССВ – понтон

М(наз.верт.)=777,6·0,16·350/3600=12,096 г/с

Категорія А,Б,В. Режим експлуатації - “мірник”. ССВ – плавальний дах

М(наз.верт.)=777,6·0,11·350/3600=8,316 г/с

2 Кліматична зона

Категорія А. М(наз.верт.)=972·0,8·350/3600=75,6 г/с

М(підз.)=972·0,7·350/3600=66,15 г/с

М(наз.гор.)=972·0,9·350/3600=85,05 г/с

Категорія Б. М(наз.верт.)=972·0,85·350/3600=80,32 г/с

М(підз.)=972·0,75·350/3600=70,87 г/с

М(наз.гор.)=972·0,95·350/3600=89,775 г/с

Категорія В. М(наз.верт.)=972·0,9·350/3600=85,05 г/с

М(підз.)=972·0,8·350/3600=75,6 г/с

М(наз.гор.)=972·1·350/3600=94,5 г/с

Категорія А,Б,В. Режим експлуатації - “мірник”. ССВ – понтон

М(наз.верт.)=972·0,16·350/3600=15,22 г/с

Категорія А,Б,В. Режим експлуатації - “мірник”. ССВ – плавальний дах

М(наз.верт.)=972·0,11·350/3600=10,39 г/с