Меры борьбы с потерями нефти и нефтепродуктов
В целях сохранения значительных количеств нефти и нефтепродуктов, а также в целях пожарной профилактики должна повседневно проводиться борьба с потерями и предприниматься необходимые организационные меры к их снижению и полной ликвидации.
К числу основных организационных мер относятся:
1) За техническим состоянием резервуаров должен быть установлен тщательный и систематический контроль определенными должностными лицами. Результаты проверок и выявленные недостатки (неисправности) следует заносить в журнал осмотра и устранять как можно быстрее. Особое внимание при осмотрах необходимо обращать на герметизацию крыш, замерных люков и исправность дыхательной аппаратуры. Неисправности ведут к повышенным потерям от испарения, особенно в резервуарах, работающих при повышенном давлением или включенных в газоуравнительную систему.
2) Хранить нефтепродукты с высокой упругостью паров целесообразно в резервуарах большой емкости, так как это уменьшает потери от испарения.
3) При хранении светлых нефтепродуктов в резервуарах атмосферных и повышенного давления необходимо стремиться к сокращению внутрискладских перекачек, поскольку потери от «больших дыханий» возрастают с увеличением коэффициента оборачиваемости резервуаров. Атмосферные резервуары следует использовать под залив нефтепродуктов с низкой упругостью паров (керосин, дизельное топливо, мазут и др.).
4) Нефтепродукты, особенно бензины, рекомендуется хранить в резервуарах, заполненных на 95-97%. Величина потерь от «малых дыханий» в атмосферных резервуарах существенно зависит от степени их заполнения.
5) Для сокращения потерь от обратного выдоха заполнение резервуаров атмосферных и повышенного давления лучше всего производить сразу после их опорожнения. Чистый воздух, поступающий в резервуары во время их освобождения, не успевает насытиться парами оставшегося нефтепродукта. Паровоздушная смесь внутри резервуара будет бедной. Поэтому при обратном выдохе в атмосферу будет выходить паровоздушная смесь малой концентрации и потери будут сокращаться.
6) Наполнение атмосферных резервуаров, не включенных в газоуравнительную систему, целесообразно производить с небольшой скоростью в ночное время, когда температура в газовом пространстве понижается. При этом уменьшается удельный объем паровоздушной смеси и, следовательно, сокращается общее ее количество, вытесняемое из резервуара. Опорожнение резервуаров выгоднее осуществлять в дневное время с максимальной производительностью. Резервуары, работающие под повышенным давлением, наполнять и опорожнять необходимо с малой скоростью.
7) Для резервуаров, включенных в газоуравнительную систему, должен быть составлен график приема и отпуска нефтепродуктов, которого по возможности следует придерживаться. При наличии газосборника с недостаточным объемом для полного предотвращения потерь операции по приему и отпуску нефтепродуктов из резервуарного парка следует совмещать.
8) Необходимым условием, способствующим эффективности борьбы с потерями, является организация правильного учета нефтепродуктов, основанного на контроле высокой точности. Несвоевременный и недостаточный учет нефтепродуктов искажает результаты, получаемые от проведения технических мероприятий по борьбе с потерями.
9) Сокращению потерь способствует также научно и экспериментально обоснованное снижение норм естественной убыли нефтепродуктов. При разработке прогрессивно снижающихся норм естественной убыли следует учитывать статистические данные фактических потерь на передовых нефтебазах и складах.
10) Повышение культуры производства, технического уровня и ответственности рабочих и инженерно-технического персонала, а также широкое распространение опыта лучших предприятий являются необходимым условием при борьбе за снижение потерь нефтепродуктов.
К специальным техническим средствам снижения потерь при хранении нефтепродуктов относятся:
1) уменьшение объема газового пространства резервуаров. Принцип уменьшения объема газового пространства как средства снижения нефти и нефтепродуктов от испарения является одним из наиболее эффективных, в особенности для резервуарных парков, характеризующихся высокой оборачиваемостью, так как в этих условиях преобладающее количество потерь происходит за счет «больших дыханий». Поэтому целесообразно применять резервуары с плавающими крышами или понтонами. Поверхность нефтепродуктов можно изолировать от газового пространства резервуара с помощью микрополых шариков и защитных эмульсий, применение которых возможно в атмосферных резервуарах независимо от их конструкции и без капитальных затрат на их переоборудование. Микрополые шарики изготавливают из фенольных и карбамидных смол размером от 5 до 130 мк. Внутри они заполнены азотом. Объемная масса микрошариков от 60 до 150 кг/м3.
Устойчивые защитные эмульсии из поверхностно-активных веществ, растекаясь по поверхности нефтепродукта, образуют устойчивые пленки. Такими свойствами обладают фторсодержащие вещества, обладающие большими коэффициентами растекания. Однако промышленного применения они не находят из-за малого срока службы и низкой экономической эффективности.
2) Метод хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов под повышенным давлением также эффективный, особенно для нефтепродуктов с повышенной упругостью паров.
В резервуарах повышенного давления для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов полностью устраняются потери от «малых дыханий», а потери от «больших дыханий» сокращаются на 50-60%. Расход металла на изготовление этих резервуаров больше, чем на изготовление обычных резервуаров, монтаж их сложнее. По этой же причине их применение обосновывается специальными технико-экономическими расчетами с учетом выбора соответствующего давления в газовом пространстве резервуара. Величину этого давления определяют в зависимости от характеристики хранимого нефтепродукта, климатических условий, режимов эксплуатации и других условий.
3) Отражательно-тепловая защита резервуаров для уменьшения отрицательного влияния солнечной радиации с целью сокращения амплитуды колебаний температуры газового пространства.
В качестве теплозащитных мероприятий, уменьшающих влияние солнечной радиации на резервуары относятся: окраска наружных и внутренних поверхностей резервуаров, устройство лучеотражающих экранов, орошение крыш резервуаров и хранение нефтепродуктов в заглубленных и подземных хранилищах.
Окраска наружной поверхности резервуаров в светлые тона наиболее широко применяется в практике эксплуатации резервуаров со светлыми нефтепродуктами, так как заметно уменьшает амплитуду колебаний температуры газового пространства, в результате чего снижаются потери от испарения. Обычно поверхности резервуаров окрашиваются алюминиевой краской или белой эмалью, которые в наибольшей степени снижают поток тепла внутрь резервуара. Исследованиями установлена целесообразность окрашивания не только наружных, но и внутренних поверхностей резервуара. Это уменьшает поток тепла от стенок к поверхности нефтепродукта за счет низкого коэффициента излучения. Одновременная окраска внутренней и наружной поверхностей резервуаров может уменьшить потери от испарения на 40-50% по сравнению с резервуарами, имеющими неокрашенные поверхности.
Одним из эффективных способов хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов – хранение в заглубленных и подземных резервуарах, отличающихся относительным постоянством температурного режима. При этом полностью исключаются потери от «малых дыханий».
4) Применение газоуравнительных систем или газоулавливающих установок по улавливанию паров нефтепродуктов.
Газовая обвязка резервуаров дает наибольший эффект в резервуарных парках, где работа по приему и откачке совпадает как по производительности, так и по времени. В этом случае сохраняется значительное количество паров нефти и нефтепродуктов, которые перетекают из резервуара в резервуар. В это же время затраты на устройство газовых обвязок сравнительно невелики. Газовые обвязки рекомендуется выполнять по схеме, в которой все резервуары с нефтью или нефтепродуктами объединены в одну общую газоуравнительную систему. В газоуравнительной системе газовые пространства резервуаров, предназначенных для хранения одноименных сортов нефтепродуктов объединяются обвязкой, на которой установлен общий комплект дыхательной арматуры. В тех случаях, когда коэффициент совпадения операций по заполнению к одновременному опорожнению резервуаров невелик, в систему газовой обвязки резервуаров включают специальные газосборники. Газосборники имеются различных конструкций, например: в виде обычных резервуаров, оборудованных подъемной крышей с гидравлическим или сухим затвором, или в виде «мягких» (эластичных), дышащих резервуаров из синтетических материалов.
Применение дисков-отражателей в атмосферных резервуарах.
Рис. 39 Диск-отражатель для атмосферных резервуаров (конструкция НИИТранснефти):
1 – диск; 2 – стойка; 3 – монтажный патрубок; 4 – промежуточный фланец; 5 – дыхательный клапан; 6 – болт для крепления стойки к промежуточному фланцу
Уменьшение потерь нефтепродуктов от больших и малых «дыханий» в атмосферных резервуарах (наземных и заглубленных) может быть достигнуто установкой под обычными дыхательными клапанами отражательных щитков. Диаметр щитка берется в 3 раза больше диаметра дыхательного клапана. Щиток обеспечивает отражение поступающего в резервуар через клапан воздуха вверх, а не в глубь газового пространства. Этим самым уменьшается перемешивание воздушной смеси, которая у поверхности нефтепродукта достигает наибольшей концентрации. Отражательный щиток способствует вытеснению из резервуара во время «дыхания» более бедной паровоздушной смеси.
Схема расположения диска-отражателя в резервуаре:
К диску 1 с помощью подвижного болтового соединения прикрепляется стойка 2, которая болтом 6 соединяется с промежуточным фланцем 4. Фланец устанавливается на монтажном патрубке 3. Диск в двух местах имеет петлевые соединения, которые позволяют складывать его и вводить в резервуар через монтажный патрубок. Для того чтобы после ввода диск принял горизонтальное положение, его слегка встряхивают, а затем болтом закрепляют на промежуточном фланце.
Эффективность работы диска-отражателя в резервуаре зависит от его диаметра и высоты установки.