22) Физико-химические свойства и определение их расчётных значений

Физико-химические свойства и качественные характеристики нефтей зависят от преобладания в них отдельных углеводородов или их групп. Можно выделить три группы свойств, которые необходимо учитывать :

• при товарно-учетных операциях (плотность, сжимаемость, коэффициент температурного расширения и др.);

• при ведении перекачки (вязкость, напряжение сдвига, температура застывания, теплоемкость, теплопроводность, давление насыщенных паров и др.),

• при переработке и использовании в качестве топлива (выход фракций, температура начала кипения, молекулярная масса и др.).

Способ трубопроводного транспорта выбирают в зависимости от свойств транспортируемого продукта, при этом выбранный способ будет определять технологию перекачки и необходимое для её ведения оборудование, а также в некоторых случаях конструктивные параметры МН.

Параметры режимов транспортировки нефти по трубопроводу определяются, главным образом, плотностью и вязкостью нефти, а также зависимостью этих ее характеристик от температуры и давления. Расчетные вязкость и плотность нефти согласно должны приниматься при минимальной температуре нефти с учетом тепловыделения в нефтепроводе, обусловленного трением потока и теплоотдачи в грунт, при минимальной температуре грунта на глубине оси трубопровода.

Плотность, сжимаемость и температурное расширение

Плотность нефти ρ является важнейшей механической характеристикой нефти и показывает её массу в единице объема V, кг/м³: . Плотность определяется физико-химическими свойствами. При изменении давления и температуры проявляются такие свойства нефти как сжимаемость и температурное расширение [9, 10], при этом плотность также изменяется, поэтому ρ есть функция от давления p и температуры T, т. е. ρ=f(p, T).

При колебании температуры нефти и нефтепродукты изменяют свой объем, а следовательно и плотность. Коэффициент объёмного (температурного) расширения ß_Т выражает относительное увеличение объема при повышении температуры на 1°С, 1/K ,Принимая ß_Т постоянным, разделим переменные и проинтегрируем левую часть от T до 293 (т.к. расчётная температура нефти как правило меньше чем 293 K), а правую – от V(T) до V₂₉₃, получим , откуда . .где ξ температурная поправка, ориентировочно рассчитываемая по формуле .Можно определить формулу для ориентировочного определения коэффициента объёмного расширения .

23) Статья 14. Условия транспортировки нефтепродуктов

1. Транспортировка нефтепродуктов допускается посредством специально оборудованного и допущенного к перевозке транспорта в соответствии с требованиями, предъявляемыми к перевозкам опасных грузов, и правилами технической эксплуатации.

2. При оптовой и розничной реализации нефтепродуктов производителями, поставщиками нефти и лицами, осуществляющими реализацию с баз нефтепродуктов, при осуществлении операций по перевозке нефтепродуктов в обязательном порядке оформляются сопроводительные накладные.

3. Документы, связанные с транспортировкой нефтепродуктов, должны соответствовать требованиям, установленным для перевозки опасных грузов для каждого вида транспорта.

4. Конструкция и условия эксплуатации средств хранения и транспортировки нефтепродуктов должны соответствовать требованиям технических регламентов.

Примечание

5. Транспортировка нефтепродуктов должна обеспечить сохранность нефтепродуктов, потери которых не должны превышать установленные допустимые нормы.

Правила перевозки дизельного топлива и нефтепродуктов

Правила перевозки нефтепродуктов, как и правила перевозки дизельного топлива, не предусматривают вид транспорта, на котором запрещалось бы перевозить указанные вещества. Так, в общем-то, дизельное топливо и нефтепродукты в основном перевозят одним из следующих способов:

По железной дороге в вагонах-цистернах.-По морям или рекам в танкерах.-По автодорогам автомобильными цистернами.-В салоне легковых автомобилей в специальной таре (в канистрах).-Авиатранспортом.

Каждый из способов обладает своими достоинствами и недостатками. Авиатранспортом можно доставить топливо в отдаленные районы в любое время года. Автотранспортом обычно пользуются чтобы доставить топливо быстро, но в малых количествах и не на дальние расстояния. А вот железнодорожные составы и танкеры способны справляться с перевозкой больших объёмов топлива на большие расстояния.

В случае перевозки автотранспортом также допускается перевозка дизельного топлива прямо в топливных баках. При этом общий объем топливных баков не должен превышать 1500 литров.

Ёмкости для перевозки

Правила перевозки нефтепродуктов и дизельного топлива обязывают проводить подготовку тары особым образом. Во-первых, если до заливки в таре перевозилось другое горючее вещество, то тара должна быть тщательно промыта и высушена. Не допускается никакое смешивание горючих веществ. Во-вторых, тара должна быть заземлена во избежание воздействия электростатических сил на топливо. Заземление поможет избежать произвольного воспламенения вещества. В-третьих, тара должна быть обозначена табличкой с указанием типа опасного груза. В случае перевозки в автомобильных цистернах, эти самые цистерны должны быть окрашены в яркий оранжевый или красный цвет для их заметности на дороге.

Безопасность перевозки дизельного топлива

Правила перевозки дизельного топлива в количестве более 1000 литров требует выполнения следующих условий:

Наличие документа с указанным маршрутом перевозки.

Наличие ДОПОГ (Европейского соглашения о международной перевозке опасных грузов), то есть свидетельства о подготовке водителя к перевозке опасных веществ.

Наличие документа о том, что транспортное средство допущено к перевозке опасных грузов.

Обозначение транспортного средства табличками опасного груза

Наличие средств пожаротушения.

Для перевозки ограниченного количества дизельного топлива (до 1000 литров) в одном транспортном средстве наличие вышеперечисленных документов не обязательно.

В случае, если вы не являетесь владельцем перевозимого топлива, то даже при небольшом перевозимом количестве топлива, вы должны иметь транспортные документы на топливо. Если перевозится более 60 литров топлива, на каждой таре должна быть маркировка, в случае дизельного топлива это UN N2 OOH и знак опасности номер 3.

Как нефтепродукты, так и дизельное топливо, при нагреве расширяется, поэтому при заполнении тары нужно оставлять немного места как раз на случай расширения.

При перевозке дизельного топлива в автотранспортом нужно помнить, что разрешенный объем на каждую транспортную единицу 1060 литров (из них 60 литров в переносных ёмкостях).

На транспортную тару должны быть нанесены:

-Наименование нефтепродукта и его марка-Масса нетто или объем.-Дата изготовления.-Номер партии.-Надпись “Огнеопасно”.

24) Нефтепроводы магистральные большой протяжённости состоят из нескольких эксплуатационных участков, каждый из которых включает 4-8 нефтеперекачивающих станций. На головной нефтеперекачивающей станции, а также в начале каждого эксплуатационного участка располагаются промежуточные резервуары (для обеспечения бесперебойной работы трубопровода). Перекачка нефти в пределах участка ведётся от насосов предыдущей нефтеперекачивающей станции непосредственно к насосам последующей, а между эксплуатационных участками — с подключением резервуаров. Кроме того, в начале нефтепровода магистрального и на его конечном пункте сооружаются резервуарные парки.

Как правило, магистральные нефтепроводы разбивают на так называемые эксплуатационные участки с протяженностью 400 – 600 км, состоящие из 3 – 5 участков, разделенных ПНПС, работающих в режиме “из насоса в насос”, и, следовательно, гидравлически связанных друг с другом. В то же время эксплуатационные участки соединяются друг с другом через резервуарные парки, так что в течение некоторого времени каждый эксплуатационный участок может вести перекачку независимо от соседних участков, используя для этого запас нефти своих резервуаров.

25) Способы прокладки трубопровода отличаются схемой размещения труб относительно поверхности земли. Существуют три конструктивные схемы прокладки трубопроводов: подземная, наземная и надземная.

Основной и наиболее благоприятной по условиям эксплуатации (около 98% трубопроводов) является подземная прокладка (рис. 4.1). Она производится, как правило, параллельно рельефу местности с учетом продольной жесткости трубопровода.

При наземной прокладке верхняя образующая трубопровода всегда располагается над поверхностью земли, а нижняя может быть ниже, выше или на уровне поверхности земли. Минимальная толщина слоя засыпки над трубой должна составлять 0,8–1,2 м в зависимости от температурного перепада, а ширина по верху 1,5–2,2 м в зависимости от диаметра трубопровода. Заложение откосов не должно быть более 1:1,25. Наземная прокладка, как правило, является вынужденной при укладке труб в скальных грунтах, в стесненных условиях пересечения коммуникаций, на некоторых видах вечномерзлых грунтов. Она не может быть рекомендована для широкого применения, так как со временем насыпь усаживается и размывается, а в условиях заболоченности оползает.

Надземная прокладка трубопроводов на различных опорах – наиболее дорогостоящая и рекомендуется лишь в условиях, где она является единственно возможной. К таким условиям можно отнести пересечения ущелий, оврагов, рек каньонного типа, горных рек с блуждающими руслами, районы прохождения над горными выработками, склоны с оползневыми явлениями, а также участки вечномерзлых грунтов с высокой степенью просадочности.

а) б) в) г) д) е)

Рис. 4.1. Подземная схема прокладки трубопровода:а – прямоугольная форма траншеи; б – трапециидальная форма траншеи; в – смешанная форма траншеи; г – укладка с седловидными пригрузами; д – укладка с использованием винтовых анкеров для закрепления против всплытия; е – укладка в обсыпке из гидрофобизированных грунтов

а) б) в) г)Рис. 4.2. Наземная схема прокладки трубопровода:а – повышенной устойчивости с обсыпкой минеральным грунтом; б – повышенной устойчивости с обсыпкой гидрофобизированным грунтом; в – в насыпи с обсыпкой минеральным грунтом; г – в насыпи с обсыпкой гидрофобизированным грунтом

Все факторы группы II существенным образом влияют на стоимость линейной части трубопровода и должны самым тщательным образом учитываться при оптимизации.

26Основные технологические параметры МН.

К основным параметрам магистрального нефтепровода относятся: производительность, диаметр, протяженность, число нефтеперекачивающих станций и рабочее давление на них.  Основные параметры нефтепровода определяются, исходя из обеспечения производительности нефтепровода при расчетных значениях плотности и вязкости перекачиваемой нефти. Производительность нефтепровода определяется с учетом коэффициента неравномерности перекачки. Величину коэффициента неравномерности перекачки следует принимать для:

- трубопроводов, идущих параллельно с другими нефтепроводами и образующими систему - 1,05;

- однониточных нефтепроводов, подающих нефть от пунктов добычи к системе трубопроводов - 1,10;

- однониточных нефтепроводов, по которым нефть от системы нефтепроводов подается к нефтеперерабатывающему заводу, а также однониточных нефтепроводов, соединяющих систему - 1,07.

Суточная пропускная способность нефтепровода определяется, исходя из характеристик устанавливаемого оборудования, несущей способности трубопровода, закладываемого в проекте максимального режима перекачки с учётом действующих ограничений (часы максимума и т.п.).

27Основные уравнения для гидравлических расчётов трубопроводов при установившемся течении (сохранения массы – неразрывности и Бернулли). Расчётная (плановая) объёмная часовая пропускная способность нефтепровода.

- уравнение неразрывности, если движение жидкости установившееся

- закон сохранения массы

т.е. величины средней скорости в сечениях потока несжимаемой жидкости обратно пропорциональны площадям соответствующих сечений.

-уравнение Бернулли:

(p1ρg+z1)−(p2ρg+z2)=h1−2 ,                                        

в котором:

• p₁, р₂ — давление в сечениях x₁, х₂ нефтепровода, соответственно;

• z₁, z₂ — высотные отметки этих сечений;

• h_1-2 — потери напора на участке [х₁, х₂] трубопровода;

• Отношение р/ρg называется пьезометрическим напором, а величина z — геометрическим напором в сечении х трубопровода. Обе величины измеряются в метрах.

- расчетная часовая пропускная способность нефтепровода (м³/ч)