Глава 17 Выделение и рассеивание углеводородного газа

В этой главе описываются газы, выделяемые и выпускаемые во время перегрузочных работ и связанных с ними операций. Рассеивание этих газов в атмосфере иллюстрируется ссылками на результаты экспериментов, проведенных в аэродинамической трубе. В данной главе рассмотрены также проблемы, с которыми можно столкнуться при перевозке грузов с высоким истинным давлением паров, и специальные меры предосторожности, которые, возможно, необходимо будет предпринять в этом случае.

17.1 Введение

В процессе проведения многочисленных перегрузочных работ и сопутствующих операций через газовыпускные отверстия танка выделяется нефтяной газ в количествах, достаточных для образования воспламеняющихся газовых смесей в атмосфере, окружающей танк. Основной целью данного Руководства является предотвращение контакта воспламеняющейся газовой смеси с источником воспламенения. Во многих случаях эта цель достигается либо путем устранения источника воспламенения, либо путем создания между газом и потенциальным источником воспламенения, который устранить невозможно, преград, таких, как закрытые двери или иллюминаторы.

Однако, невозможно предусмотреть все вероятные ошибки, которые допускаются людьми, а также то или иное неблагоприятное стечение обстоятельств в процессе выполнения работ. Поэтому необходимо рассмотреть вопрос об использовании дополнительных предохранительных устройств, даже если работы будут организованы так, что нефтяной газ, выходящий из газовыпускных отверстий, рассеется достаточно быстро, что предотвратит проникновение воспламеняющихся газовых смесей в места предполагаемого наличия источника воспламенения.

В связи с тем, что в атмосфере, окружающей грузовые танки, присутствуют определенные концентрации газа, то при перевозке летучих грузов с высоким истинным давлением паров может возникнуть опасность воспламенения. Основными видами таких грузов являются:

• сырая нефть;

• моторный или авиационный бензины;

• природные газолины;

• легкие дистилляты перерабатываемого сырья и лигроины.

Плотность газов, выделяемых этими жидкими нефтепродуктами, выше чем воздуха, что весьма существенно влияет на поведение газов как внутри танков, так и вне их (см. раздел 15.3).

Выпускаемый из танков газ образуется внутри этих танков, а способ его образования влияет как на его концентрацию при выпуске, так и на продолжительность периода, в течение которого высоко концентрированный газ выпускается. Выделение газа происходит при погрузке, хранении груза в полностью или частично заполненных танках (включая отстойные танки), испарении остатков в танке после разгрузки, а также мойке сырой нефтью.

Первоначальный состав атмосферы в танке, независимо от того состоит она из воздуха или инертного газа, не влияет на интенсивность выделения или выпуска газа.

17.2 Выделение и выпуск газа

17.2.1 Выделение газа во время погрузки

Если нефтегруз с высоким давлением паров грузится в пустой дегазированный танк, то происходит быстрое выделение газа. Благодаря своей высокой плотности, газ скапливается на дне танка в виде слоя, который поднимается вместе с уровнем нефти по мере заполнения танка. После того как такой слой образовался, его толщина увеличивается медленно и только в течение такого периода времени, какой обычно требуется для заполнения танка; в конечном итоге, в незаполненном объеме танка образуется равновесная газовая смесь.

Количество и концентрация газа, образующего этот слой, в начале погрузки зависят от многих факторов, включая следующие:

• истинное давление паров (ИДП) груза;

• интенсивность всплескивания при впуске нефти в танк;

• время, требуемое для загрузки танка;

• наличие частичного вакуума в линии погрузки.

Концентрация углеводородного газа в этом слое меняется в зависимости от степени его удаления от поверхности жидкости. Если слой газа расположен очень близко к поверхности жидкости, то величина его концентрации приближается к величине, почти равной ИДП примыкающей жидкости. Например, если ИДП составляет 0,75 бар [75 кПа], то концентрация углеводородного газа непосредственно над поверхностью жидкости соответствует приблизительно 75% по объему. На достаточном удалении от поверхности жидкости концентрация углеводородного газа очень мала при условии, что первоначально танк был дегазирован. Для рассмотрения в дальнейшем влияния толщины слоя газа необходимо каким-либо образом определить эту толщину.

При обсуждении вопроса о рассеивании газов вне грузовых танков уместно рассмотреть только высокие концентрации выпускаемого газа. Поэтому для этой цели за толщину слоя газа обычно принимается расстояние между поверхностью жидкости и уровнем, на котором концентрация газа составляет 50% по объему. Следует помнить, что углеводородный газ, как правило, можно обнаружить над поверхностью жидкости на высоте, в несколько раз превышающей толщину слоя, определение которой дано выше.

Большинство грузов с высоким давлением паров способно образовать в этих условиях слой газа толщиной менее 1 метра. Степень точности при определении толщины слоя зависит от перечисленных выше факторов и большинство рекомендаций, приведенных в данном Руководстве относительно выпускаемых газов, имеет отношение к таким грузам. Однако, если значение ИДП груза достаточно велико, то могут образоваться слои газа толщиной более 1 метра. В отношении грузов, способных образовывать слои газа с большей толщиной, может потребоваться предпринять специальные меры предосторожности (см. раздел 17.6).