Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2515.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
14.39 Mб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации СибАДИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

« б рск й государственный автомобильно-дорожный университет»

С. В. Савельев, И. К. Потеряев

ОРГАНИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТА НЕФТИ,

НЕФТЕПРОДУКТОВ И ГАЗА

Учебное пособие

Омск– 2018

УДК 625.76.08

Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите

детей от информации,

причиняющей вред

ББК 39.311-06

их здоровью и развитию»

данная продукция

С12

маркировке не подлежит.

 

 

 

 

Рецензенты:

 

 

канд. техн. наук, доц. С. А. Милюшенко (СибАДИ);

 

канд. техн. наук В. Г. Алексеенко (ООО «Транснефтегазпроект»)

 

Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве

учебного пособ я.

 

СибАДИРекомендовано для о учающихся бакалавриата и магистратуры всех форм обучения направления «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», профиль «Сервис транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования (нефтепродуктоо еспечение и газоснабжение)», по дисциплинам «Организация транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. Контроль качества», «Методы и средства учета на объектах хранения нефти и нефтепродуктов», «Технологическое оборудование для контроля и учета нефтепродуктов», «Техническая эксплуатация транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования», «Техническая эксплуатация и испытания транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования», «Инновации в сфере транспорта нефтепродуктов и газа».

авельев, Сергей Валерьевич.

12 Орган зац я транспорта нефти, нефтепродуктов и газа [Электронный ресурс] :

учебное пособ е / С.В. Савельев, И.К. Потеряев. – Электрон. дан. – Омск : СибАДИ, 2018.

– URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для

авторизованных пользователей.

Рассмотрены теорет ческие и практические вопросы организации транспорта нефти, нефтепродуктов газа автомо ильным, железнодорожным, воздушным, водным и трубопроводным транспортом. Представлены методы ликвидации разливов нефти и

нефтепродуктов на воде, суше и во льдах.

Имеет

нтеракт вное оглавление в виде закладок. Содержит видеоматериалы

обучающего

демонстрац онного характера, которые воспроизводятся с помощью

проигрывателя Windows Media.

Подготовлено на кафедре «Эксплуатация и сервис транспортно-технологических машин комплексов в строительстве».

Мультимедийное издание (14 МБ)

Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ; DVD-ROM ; 1 ГБ свободного места на жестком диске ; программа для чтения pdf-файлов :

Adobe Acrobat Reader; Google Chrome ; Windows Media Player, колонки

Редактор О.А. Соболева

Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова Издание первое. Дата подписания к использованию 07.06.2018

Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2018

Ссылки на видео внутри работы кликабельны

ВВЕДЕНИЕ

Нефть и нефтепродукты могут перевозится различными видами транспорта: автомобильным, железнодорожным, воздушным, водным,

трубопроводным. Каждый из них имеет свои особенности,

СибАДИбензины, д зельные топлива, топлива для реактивных двигателей,

преимущества и недостатки [1, 2].

В настоящее время от нефтебаз до потребителя нефтепродукты перевозятся в основном в автомобильных цистернах, которые, как правило, меют целевое назначение и используются постоянно для

перевозки одного того же сорта нефтепродукта (автомобильные

масла мазуты). Это позволяет механизировать процессы налива и слива нефтепродуктов, а также сохранить их качество. В то же время некоторые автотранспортные предприятия нуждаются в подвозе одновременно нескольких сортов нефтепродуктов, например,

автомобильного бензина и дизельного топлива, автомобильного бензина и масла, что требует создания комбинированных автомобильных цистерн, позволяющих выполнять такие перевозки.

Однако эти автомобильные цистерны не получили пока широкого распространения [3, 4].

Эффективность работы автомобильного транспорта во многом зависит от технического состояния подвижного состава. В связи с этим важными вопросами являются: выбор оптимальных систем методов организации технического обслуживания и ремонтов автомобильных цистерн, обеспечение эксплуатационной надежности и технической диагностики состояния автомобильных цистерн,

планирование расхода запасных частей с учетом условий

3

эксплуатации. Кроме того, для организации эффективной эксплуатации автомобильных цистерн необходимо знать устройство специального оборудования, его технические характеристики и

особенности эксплуатации [5]. Си бА Д И

4

1. НЕФТЬ И НЕФТЕПРОДУКТЫ

1.1. Общие сведения

Нефть – природная маслянистая горючая жидкость со

специфическим запахом, состоящая в основном

из

сложной

смеси углеводородов различной молекулярной массы

и

некоторых

других х м ческ х соединений.

 

Поскольку основу нефти составляют углеводороды, то ее

С

 

 

 

 

 

плотность обычно меньше единицы. Плотности нефтепродуктов

 

существенно зав сят от фракционного состава и изменяются в

 

пределах, указанных в та л. 1.1.

 

 

 

 

и

 

Таблица 1.1

 

Плотность нефти и нефтепродуктов

 

 

 

 

 

Бензин (плотность 0,710–0,750 г/см3)

 

 

 

 

Керосин (плотность 0,750–0,780 г/см3)

 

 

 

Нефть

Дизельное топливо (пл. 0,800–0,850 г/см3)

 

 

 

 

3

 

 

(плотность 0,800–0,950 г/см3)

Масляные погоны (пл. 0,910–0,980 г/см )

 

 

Мазут (плотность 0,950 г/см3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гудрон (плотность 0,990–1,0 г/см3)

 

 

 

бА

 

 

 

 

 

Смолы (плотность > 1,0 г/см3)

 

 

 

Brent – эталонная (маркернаяД) марка (сорт) нефти, добываемой в Северном море. Цена нефти Brent с 1971Иг. является основой для ценообразования около 40% всех мировых сортов нефти. Название сорта происходит от одноименного месторождения в Северном море,

открытого в 1970 г. Слово «Brent» образовано от первых букв названий нефтеносных пластов:Broom, Rannoch, Etieve, Ness и Tarbat – BRENT. Смесь Brent классифицируется как легкая малосернистая нефть [6].

5

Плотность и содержание серы различных марок нефти

представлены в табл. 1.2.

С

 

Таблица 1.2

 

Плотность и содержание серы различных марок нефти

 

 

 

 

 

 

Марка нефти

 

Плотность, кг/м3

Содержание серы

 

Urals (Росс я)

 

860–871

1,3%

 

 

 

 

 

 

Brent

 

831

0,2%

 

 

 

 

 

 

и

 

845–850

0,6%

 

Siberian Light (Росс я)

 

Нефтепродукты – это смеси различных газообразных, жидких и

углеводородыбитумы, нефтяные, прочие нефтепродукты. К топливам относят углеводородные газы, газы нефтяные попутные

твердых углеводородов, получаемые из нефти и нефтяных попутных газов. Разделяются на следующие основные группы: топлива,

нефтяные масла, нефтяные растворители, керосины, твердые

(углеводородные газыА, сопутствующие нефти и выделяющиеся при ее добыче на газонефтяных месторожденияхД. Эти газы находятся в

нефти в растворенном виде и выделяются из нее вследствие снижения давления при подъеме нефти на поверхность земли. В газонефтяных месторождениях на 1 т нефти приходится 30–300Им3 газа, бензины,

топливо для воздушно-реактивных двигателей, дизельные топлива,

котельные топлива и др. [1].

В качестве растворителей используют узкие бензиновые и керосиновые фракции, полученные прямой перегонкой нефти.

К твердым углеводородам относят парафин, церезин, озокерит и их смеси с маслами.

6

Битумы представляют собой твердые или вязкие жидкие

вещества, получаемые из остаточных продуктов нефтепереработки.

Обычно различают светлые и темные нефтепродукты. К первым

относят авиа- и автобензины, бензины-растворители, авиакеросин,

С

 

 

осветитительные керосины, дизельные топлива, к последним – мазут,

а также получаемые в результате его перегонки дистиллятные масла и

нефти

 

 

гудрон.

 

 

 

Часть

товарных

нефтепродуктов

вырабатывают

непосредственно

з

или различных нефтяных фракций и

бА

 

остатков; мног е нефтепродукты (например, авто- и авиабензины,

котельные топл ва, масла) получают смешением отдельных компонентов-продуктов перера отки нефти. Смешение компонентов

позволяет производить товарный продукт необходимого качества и при этом рационально использовать свойства каждого компонента [1].

Для оценки качества нефтепродуктов определяют ряд их

физико-химических свойств.

Д

 

К числу важнейших физических свойств относят: вязкость,

плотность и фракционный состав.

Присутствие в нефтепродуктах агрессивныхИсернистых соединений обнаруживают по изменению цвета медной пластинки после контакта ее с испытуемым нефтепродуктом.

Продукты нефтепереработки относятся к числу пожароопасных веществ. Пожароопасность керосинов, масел, мазутов и других тяжелых нефтепродуктов оценивается температурами вспышки и воспламенения.

Температурой вспышки называется температура, при которой

7

пары нефтепродукта, нагреваемого в определенных стандартных условиях, образуют с окружающим воздухом взрывчатую смесь и вспыхивают при поднесении к ней пламени. Следует отметить, что при определении температуры вспышки бензинов и легких нефтей

Сопределяют верхний предел взрываемости, а для остальных

нефтепродуктов – н жний.

нефтепродуктов. Чем ниже пределы перегонки нефтепродукта, тем

дизельныхТемпература вспышки зависит от фракционного состава

ниже

температура вспышки. В среднем температура вспышки

 

бА

бензинов наход тся в пределах от –30 до –40°С, керосинов 30–60 °С,

 

топл в 30–90 °С и нефтяных масел 130–320 °С. По

температуре вспышки можно судить о наличии примесей более низкокипящих фракций в тех или иных товарных или промежуточных нефтепродуктах.

Температурой воспламенения называется температура, при которой нагреваемый в определенныхДусловиях нефтепродукт загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 сек.

Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки.

Чем тяжелее нефтепродукт, тем больше этаИразница. При наличии в

маслах летучих примесей эти температуры сближаются.

Температурой самовоспламенения называется температура, при которой нагретый нефтепродукт в контакте с воздухом воспламеняется самопроизвольно без внешнего пламени.

Температура самовоспламенения нефтепродуктов зависит и от фракционного состава и от преобладания углеводородов того или иного класса. Чем ниже пределы кипения нефтяной фракции, тем она

8

менее опасна с точки зрения самовоспламенения. Температура

самовоспламенения

уменьшается

с

увеличением

среднего

молекулярного веса нефтепродукта. Тяжелые нефтяные остатки

самовоспламеняются при 300–350 °С, а бензины только при

С

 

 

 

 

температуре выше 500 °С [1, 2].

 

 

 

При появлен

внешнего источника пламени (огня или искры)

положенпожароопаснымие резко меняется, и легкие нефтепродукты становятся взрыво- .

Из углеводородов самыми высокими температурами самовоспламенен я характеризуются ароматические углеводороды.

1.2. Спец ф ческие свойства нефтепродуктов

Нефтепродукты о ладают целым рядом особенностей, которые существенным о разом влияют на организацию нефтескладского хозяйства. Главнейшими из них являются: огнеопасность,

взрывоопасность, способность

электризоваться при движении,

 

Д

 

высокая испаряемостьбАи вязкость некоторых нефтепродуктов, а также

вредность нефтепродуктов для здоровья.

 

Огнеопасность

 

И

Нефтепродукты

являются

легковоспламеняющимися

и

горючими жидкостями.

Критерием, разделяющим нефтепродукты по степени огнеопасности, является температура вспышки паров нефтепродуктов.

Температурой вспышки называется та наинизшая температура,

при которой смесь их паров с воздухом при атмосферном давлении при поднесении к ней пламени вспыхивает и затем затухает.

9

Температурой воспламенения называется та наинизшая температура, при которой смесь паров данных жидкостей с воздухом при атмосферном давлении при поднесении к ней пламени

 

воспламеняется и горит.

 

 

 

 

 

С

огнеопасности

нефтепродукты

разделяются на

 

По

степени

 

4 класса (табл. 1.3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.3

 

 

 

 

Классы огнеопасности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классы

 

Температура

Наименование нефтепро-

 

Примечание

 

нефтепродуктов

 

, °С

 

дуктов

 

 

 

 

 

 

 

I

 

битумы

 

 

Легковоспламеня-

 

 

Н же + 28

Бензины, лигроины и т. д.

 

 

II

 

 

28–45

Керосины тракторный и

 

ющиеся

 

вспышки осветительный и т. д.

 

нефтепродукты

 

III

 

 

45–120

Мазуты, моторное,

 

 

 

 

 

дизельное топливо и т. д.

 

Горючие

 

 

 

 

 

 

 

IV

 

Выше 120

Масла,

 

, асфальты,

 

нефтепродукты

 

 

парафин и т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нефтепродукты могут воспламениться и без наличия пламени –

при нагревании их до определенной температуры. Температура, при

которой воспламеняютсяАпары горючих жидкостей без поднесения к

ним открытого огня, называется температурой самовоспламенения. В

табл. 1.4 приведены температуры самовоспламенения паров

некоторых нефтепродуктов.

И

Д

 

Таблица 1.4

Температуры самовоспламенения нефтепродуктов

 

 

 

Наименование нефтепродуктов

Температура самовоспламенения, °С

 

Бензины

510–530

 

Керосины

290–430

 

Дизельное топливо

300–330

 

Бензол

720

 

Толуол

730

 

10

Взрывоопасность

Взрыв паров нефтепродуктов, даже при поднесении к газовому

пространству открытого огня, возможен лишь при определенном

процентном содержании этих паров в воздухе.

Наименьшее содержание паров горючего в воздухе при обыкновенной температуре и атмосферном давлении, при котором возможен взрыв, называется низшим пределом взрываемости

 

горючего.

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

На большее же процентное содержание паров горючего в

 

воздухе

 

 

температуре и атмосферном давлении, при

 

котором также еще возможен взрыв, называется верхним пределом

 

при

 

 

 

 

 

 

взрываемости.

 

 

 

 

 

 

 

 

Промежуток между верхним и низшим пределами взрываемости

 

 

обыкновенной

 

 

 

 

 

называется областью или зоной взрываемости.

 

 

 

В табл. 1.5 приведены пределы взрываемости наиболее

 

взрывоопасных жидкостей.

 

 

 

 

 

 

 

 

А

Таблица 1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Низший и высший предел взрывоопасности нефтепродуктов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование

 

 

Низший предел

 

 

Высший предел

 

 

нефтепродуктов

 

 

 

объем %

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

Бензины

 

 

 

1,1

 

 

6,0

 

 

Лигроины

 

 

 

1,5

 

 

4,5

 

 

Керосины

 

 

 

2,0

 

 

3,0

 

 

Бензол

 

 

 

1,4

 

 

7,4

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

Электризация

При движении нефтепродуктов по трубам и при прохождении их через слой воздуха в виде капель (например при наливе в железнодорожные цистерны, танкеры и т. д.) возникает статическое

11

электричество. Оно образуется вследствие трения нефтепродуктов в первом случае о стенки труб, а во втором – о воздух (эффект Ленарда). Нефтепродукт получает заряды электричества одного знака,

трубопроводы и воздух – другого. Являясь хорошими диэлектриками,

нефтепродукты сохраняют электрические заряды в течение

длительного времени. Разряды статического электричества между

изолированными трубопроводами, автоцистернами на шинах и т. д. и

заземленными предметами могут повлечь за собой загорание или

С

 

 

 

 

 

взрыв паров нефтепродуктов.

 

 

 

 

Для

 

 

скопления

статического

электричества

необход мо, что ы тру опроводные сети, соединяющие различные

предупреждения

 

 

 

 

объекты нефте аз, представляли

электрически

 

непрерывную

заземленную цепь.

 

 

 

 

 

Испаряемость

 

 

 

 

 

Светлые

легкие

нефтепродукты

(газовые,

пусковые,

авиационные и автомобильные бензины) содержат значительное

 

бА

 

 

 

 

 

Д

количество легкоиспаряющихся углеводородов. При испарении легких фракций нефтепродукт теряется количественно и ухудшается также его качество. В результате потериИлегких фракций нефтепродукт из-за значительного изменения физико-технических констант часто не может быть непосредственно использован и подлежит «исправлению». Насколько быстро происходит в некоторых случаях изменение фракционного состава нефтепродуктов и обесценение их можно судить по данным табл. 1.6, иллюстрирующей результаты испарения бензина из открытого сосуда.

12

 

Насыщение воздуха парами бензина в паровом пространстве

 

резервуаров происходит чрезвычайно быстро, причем вследствие

 

наличия конвективных токов расслоения паров не наблюдается и

 

концентрация паров во всех точках газового пространства остается

С

 

 

 

 

 

 

 

примерно одинаковой (табл. 1.7). Поэтому в целях предотвращения

 

потерь на более ценных, легко испаряющихся фракций такие

 

Изменение

 

 

 

транспортировать в

 

нефтепродукты необходимо хранить и

 

гермет з рованных резервуарах.

 

 

 

 

 

 

бА

Таблица 1.6

 

 

 

 

фракционного состава

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фракц онный состав

 

 

Сроки от начала опыта

 

 

продукта

 

0 ч

1 ч

 

3 ч

5 ч

24

 

Вык пает от – до °С

 

 

Изменения состава, %

 

 

70

– 80

 

5,8

 

 

80

– 90

 

14,6

8,7

 

2,0

 

90 – 100

 

16,9

19,1

 

13,2

1,2

 

100

– 110

 

15,8

19,0

 

21,4

19,0

 

110

– 120

 

13,2

16,4

 

19,5

25,6

13,2

 

120

– 130

 

11,4

11,4

 

15,2

18,8

30,2

 

 

 

Таблица 1.7

 

Испарение бензиновых паров

 

 

 

 

 

 

 

 

Бензиновые пары в газовой смеси, объем, %

 

Время от начала

Д

 

у поверхности

в середине

вверху газового

испарения

газового

 

продукта

пространства

 

 

пространства

 

 

 

 

 

Через 10 мин

11,9

5,9

2,9

 

« 30 »

16,2

12,9

10,5

 

« 60 »

17,6

17,6

16,2

 

 

 

И

 

Вязкость

Многие темные нефтепродукты и масла при низких температурах обладают значительной вязкостью. Потери на трение

13

при перекачке таких нефтепродуктов по трубопроводам и при

истечении из железнодорожных цистерн бывают настолько

большими, что процессы перекачки и выгрузки часто становятся

невозможными без проведения специальных мероприятий. Часть

С

 

 

 

 

нефтепродуктов (главным образом парафинистые нефтепродукты)

застывает при сравн тельно высоких температурах. Перекачка таких

их

других нефтескладских

операций

нефтепродуктов

выполнение

также

часто

оказываются

затруднительными

и

даже

неосуществ мыми. Поэтому для приведения вязких и застывающих

 

особенно

 

нефтепродуктов в транспортабельное, подвижное состояние

необход мо пон з ть

вязкость и путем подогрева

обратить в

жидкое состоян

. Подогрев нефтепродуктов резко снижает их

вязкость,

 

А

позволяет

 

в

о ласти низких температур, и

транспортировать

ез осо ых затруднений.

 

Вредность паров нефтепродуктов

 

 

 

 

Д

Пары нефтепродуктов и нефтей вредны для здоровья человека, а

пары сернистых нефтепродуктов обладают сильными отравляющими свойствами. Особенно вредны тяжелые бензины, содержащие бензол,

и этилированные бензины (с присадкой тетраэтилсвинцаИ– ТЭС).

Отравление людей нефтяными парами может произойти при ремонте и очистке резервуаров и цистерн, недостаточно очищенных от бензина и в недостаточно вентилируемых помещениях. Опасный для здоровья предел содержания паров в воздухе считается равным для бензина, лигроина, уайтспирита и керосина – 0,3 мг/л и для сероводородного газа – 0,01 мг/л.

14

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]