3.4. Сокращение потерь нефти и нефтепродуктов от испарения

3.4.1. Проблема потерь нефти и нефтепродуктов

По разным оценкам потери на пути следования жидких углеводоро­дов от скважин до баков машин составляют от 3 до 5 %. В 2004 г. в России было добыто 470 млн т нефти. Следовательно, потери составили от 14,1 до 23,5 млн т. Меньшая цифра сопоставима с годовой добычей нефти такого крупного объединения, как «Башнефть», а большая—превышает годовую до­бычу НК «Сибнефть» в 2001 г. Наша страна.не настолько богата, чтобы целые гиганты нефтяной отрасли работали на потери.

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

К естественным (естественная убыль) относятся потери, являющиеся следствием физико-химических свойств нефтепродуктов, воздействия метео­рологических факторов и несовершенства существующих в данное время средств защиты нефтепродуктов от потерь при приеме, хранении, отпуске и транспортировании.

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.⁴ Приближенную оценку их величины можно выполнить по формуле -—-^

^Gfk> = Ру ' ^С v ' У ЛВС •>

mQp_y—плотность паров нефтепродукта; с_у—их объемная концентрация в па­ровоздушной смеси (ПВС); V_mc—объем ПВС, вытесняемой в атмосферу при «большом дыхании».

Плотность бензиновых паров составляет от 2,5 до 3,5 кг/м³; примем в среднем р_у = 3 кг/м³. Среднюю концентрацию углеводородов в ПВС в весен­не-летний период можно принять равной 25 % (с_у = 0,25). Таким образом, при вытеснении из резервуара ПВС в объеме V_nBC = 5000 м³ общая масса выброса паров бензина составит

G_6d = 3 -0,25 -5000 = 3750 кг или 0,75 кг бензина с каждым кубометром ПВС.

Поскольку в осенне-зимний период удельные потери примерно в 3 раза меньше (т. е. 0,25 кг/м³), получаем, что удельные среднегодовые потери бензи­на составляют порядка 0,5 кг на 1 м³ ПВС.

На 1 января 1995 г. только в системе Главнефтепродукта ГП «Роснефть» резервуарная емкость нефтебаз под автобензины составляла 6 млн м³. Коэффициент ее оборачиваемости равнялся 4,4 1/год [101].

Нетрудно подсчитать, что если эти резервуары не оснащены средствами сокращения потерь (а так оно, в основном, и есть), общее количество бензина, которое поступило из них в атмосферу за год, составило порядка 13 200 т.

Учитывая, что нефтебазы входят также и в систему других нефтяных ком­паний России, можно говорить о совокупном годовом выбросе бензинов в ат-

[>еру не менее 50 000 т в год.

ругой вид потерь от испарения из резервуаров—это потери от «малых дыханий», возникающие в результате суточного изменения температуры в га­зовом пространстве (ГП) резервуаров под воздействием солнечной радиации и колебаний атмосферного давления^

Расчеты показывают, что в весенне-летний период из резервуара РВС 5000 в атмосферу уходит 100...150 кг бензина или 20 • 1О~³...ЗО • 10~³ кг на кубометр емкости резервуара в сутки. Примем, что среднегодовые потери от «малых дыханий» составляют 5*10~³ кг/сут на 1 м³ емкости резервуара. Тогда общие потери бензина от «малых дыханий» из резервуаров ГП «Роснефть» в 1995 г. составили порядка 10 000 т, т. е. почти равны потерям бензина от «больших дыханий».

Такой неожиданный результат легко объясним. Единичные потери от «больших дыханий» велики, но они бывают относительно редко (в данном слу­чае 4,4 раза в год). Единичные же потери от «малых дыханий» невелики, но они бывают каждые сутки.

Таким образом, в целом в системе распределения нефтепродуктов России общие выбросы бензина в атмосферу в результате «малых дыханий» в 1995 г. можно оценить также примерно в 50 000 т.

В целом общая масса выбросов паров бензина только из нефтебазовых резервуаров России может быть оценена в 100 000 т в год.

Положение усугубляется тем, что по данным работы [121] в результате интенсивного градостроительства в России, особенно за последние 20...30 лет, около 500 нефтебаз находятся в черте городской застройки: 321 нефтебаза — в промышленных, 119 нефтебаз — в промышленно-жилых и 54 нефтебазы— в жилых районах или центре городов.

При этом 38,4 % нефтебаз расположены в непосредственной близости или с нарушением нормативных расстояний до соседних жилых домов или общест­венных зданий. В городских промышленных зонах более Уз всех нефтебаз гра­ничат с различными цехами заводов, фабрик, комбинатов и т. д. Более 20 % нефтебаз расположено в центральных районах рядом с железнодорожными вокзалами.

96

97

Если в системе Главнефтепродукта ГП «Роснефть» в 1995 г. эксплуатиро­валось 6 млн м³ бензиновых резервуаров, то еще около 3 млн м³ резервуарной емкости для бензинов эксплуатируется в системе АК «Транснефтепродукт», 13,3 млн м³ составляет суммарная емкость резервуаров в АК «Транснефть», около 1 млнм³—на АЗС.

Таким образом, общая масса углеводородных выбросов из резервуаров в атмосферу России может быть оценена в несколько сот тысяч тонн.

{^Эксплуатационные потери нефтепродуктов связаны с утечками, проливом, неполным сливом, смешением, подтеканием, переполнением и нарушением герметичности емкостей. Они происходят из-за неудовлетворительного техни­ческого состояния емкостей хранения, средств транспортирования, оборудо­вания складов и нефтебаз, трубопроводов, средств перекачки и заправки, их несвоевременного ремонта, а также от смешения различных сортов нефтепро­дуктов при неправильном выполнении операций по приему и выдаче^?

Общее представление об источниках и количестве теряемъТхнефтепро-дуктов можно получить по данным табл. 3.15 [122].

Таблица 3.15—Источники и величина сверхнормативных потерь нефтепродуктов при складских операциях и эксплуатации техники

Источник потерь	Единица измерения	Количество потерь
СКЛАДСКИЕ ОПЕРАЦИИ
При грана Разбрызгивание топлива при заполнении автоцистерны выше отметки (95% емкости)	юртировании кг/ездку % перевозки	10 0,5...0,6
Испарение топлива при заполнении автоцистерны ниже отметки	кг/ездку % перевозки	3...10 0,15...0,5
Испарение автобензина при неплотном закрывании горловины автоцистерны	кг/ездку % перевозки	15...40 0,75...1,7
Подтекание и испарение горючего через неплотное соединение и непроваренные швы	кг/ездку % перевозки	2...10 0,1...0,5
Утечка топлива из бочки через неплотно закрытую пробку	кг/ездку % перевозки	0,1...1,0 0,07...6,7
Потери при перевозке топлива в бочках по сравнению с автоцистерной	раз	10
Общие потери топлива при несоблюдении правил транспортирования	% перевозки	1,0...1,5
При нал] Испарение автобензина при сливе в резервуар открытой падающей струей, а не под уровень	иве (сливе) кг на т слитого % сливаемого	2...3 0.3-0,4
Остаток неслитых нефтепродуктов в автоцистерне без оборудования наклонного приспособления в сторону сливного патрубка	% сливаемого	1...2

Продолжение табл. 3.15

Источник потерь	Единица измерения	Количество потерь
Остаток неслитых нефтепродуктов в рукавах автоцистерны, топливораздаточных колонках	кг/ездку % перевозки	5...8 0,2...0,35
Утечка топлива при неисправных средствах перекачки автоцистерн	кг/ездку % слитого	2...10 0,1...0,5
Остаток нефтепродуктов в бочках	кг/бочку % слитого	1,0 0,7
При хранении Испарение автобензина из резервуара, не окрашенного в светлый цвет, не экранированного, без нефтеармагуры и прокладок	нефтепродуктов кг/ч кг/год (м3/год) % емкости	0,2...0,3 25 3...4
Испарение автобензина из резервуара, окрашенного в: серебристый цвет черный цвет красный цвет серый цвет	% емкости	0,83 1,24 1,14 1,03
Испарение автобензина из неплотно закрытого резервуара (горловина закрыта нестандартной крышкой без прокладок)	% емкости	1,22
Испарение автобензина из резервуара при отсутствии дыхательного клапана	% емкости	0,41
Испарение автобензина из резервуара 50 м3 при неисправном дыхательном клапане	т/год	0,8
Испарение автобензина из резервуара с незакрытой крышкой горловины	% емкости	2,7
Выдувание паров автобензина через открытую трубу резервуара с отверстием 1 см2	л/летний день	60
Испарение автобензина: из бочки без пробки из Юл бидона	кг/сутки	6 1,5
Утечка топлива через неплотные соединения, пропускающие две капли в секунду	кг/сутки т/год	3,5 1,35
Испарение автобензина из резервуара через неплотный сварной шов	т/год	60
Потери нефтепродуктов при несоблюдении правил хранения	% оборота	4...5
ПРИ ЗАПРАбКЕ (ОТПУСКЕ)
1Чплип топлива при заправке ведрами	кг/маш. в год	200
'Го же, при отсутствии топливораздаточной колонки	% отпуска	1...2
1*1г*лии топлива при переполнении бака МИШИНЫ	кг/заправку % заправки	2...3 0,1...0,2
V icikii miuiima при неплотном соединении »'|hvu' гм -ширинки (насосов)	т/год % заправки	1...2 0,1...0,3

98

99

Окончание табл. 3.15

Источник потерь	Единица измерения	Количество потерь
Утечка топлива при эксплуатации неисправной топливораздаточной колонки	т/год на колонку	1,0
Разлив автобензина при заправке неисправными шлангами без раздаточного крана	кг/операций % заправки	1...2 0,4...0,65
Разлив автобензина при заправке с раздаточным краном без клапана	% заправки	0,18...0,2
Общие потери нефтепродуктов при несоблюдении правил заправки топливом	% заправки	1,5
Потери нефтепродуктов при отсутствии или нерегулярном проведении технического обслуживания и ремонта нефтескладского оборудования: дизельное топливо автобензин	% расхода	2,0...2,5 3,0...3,5

^Эксплуатационные потери в отличие от естественной убыли могут быть полдрстью устранены^)

(^Аварийные потери возникают вследствие повреждения резервуаров, тру-

роводов и оборудования в результате каких-либо непредвиденных ситуа-

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^

Высокая концентрация углеводородов в воздухе вызывает повышенную заболеваемость органов дыхания; функциональные изменения в центральной нервной системе. Наблюдается снижение кровяного давления и замедление пульса, нарушение желудочной секреции, признаки поражения печени, повы­шенное содержание холестерина в крови. При концентрации углеводов в воз­духе 60...300 мг/м³ в крови происходит снижение содержания гемоглобина и содержания эритроцитов. При концентрации углеводородов 300...500 мг/м³ отмечается снижение обоняния и возбудимости нервной системы, головная боль, слабость, учащенное сердцебиение [118].

Бензол, содержащийся в автомобильном бензине, очень быстро абсорби­руется человеческим организмом при вдыхании. 50 % бензола вступает в реак­ции обмена с образованием фенола и других продуктов, вредных для здоровья человека.

Даже очень кратковременное воздействие бензола, но в высоких концент­рациях, может вызвать слепоту и потерю сознания. А повторное или длитель-

100

мое воздействие приводит к нарушению деятельности кроветворных тканей костного мозга, возникновению анемии и раковых заболеваний. Такие случаи отмечались, например, при изготовлении прорезиненной обуви и одежды, где бензол используется как растворитель. Работники этих производств подверга­лись длительному воздействию бензола при концентрации 0,01 %.

По данным же Европейской организации нефтяных компаний по охране окружающей среды и здоровья «Concawe», профессиональные работники под­вергаются значительному риску заболевания лейкемией при длительном вды­хании воздуха с концентрацией бензола 0,005 %—вдвое меньшей.

Функциональные нарушения деятельности нервной системы наблюдают­ся у рабочих со стажем работы 5... 10 лет. Нарушения сводятся к головной боли, расстройству сна, утомляемости, раздражительности, головокружению, боли в области сердца.

В одном из рабочих документов Европейской комиссии отмечается, что пары органических соединений, к которым относятся и углеводороды, учас­твуют в фотохимических реакциях, ведущих к образованию озона, который вредно влияет на здоровье людей, состояние лесов и урожая, а также вызывает «парниковый эффект».

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

Ниже рассматриваются вопросы применения различных технических средств сокращения потерь нефтепродуктов от испарения из резервуаров.