Потери от насыщения газового пространства «атмосферных» резервуаров

Потери этого вида возможны при наливе нефтепродуктов в чистую, сухую тару (бочки, бидоны, контейнеры и резервуары, не бывшие еще в эксплуатации).

Если в такие емкости объемом V наливать нефтепродукт, то вследствие испарения газовое пространство их будет насыщаться парами. За некоторый промежуток времени объемная концентрация паров поднимется на величину dC, а так как емкость свободно сообщается с атмосферой, то из емкости уйдет паровоздушная смесь объемом dV = VdC. Вместе с паровоздушной смесью уйдут и пары нефтепродукта. Если в рассматриваемый момент времени концентрация паров нефтепродукта С, то из емкости уйдет объем паров

Из уравнения состояния газов

следует, что

или

После интегрирования от 0 до С получим

(5.30)

Или, выражая R через универсальную газовую постоянную R, имеем:

Заменив С = , получим

(5.31)

Если в емкости ранее хранился тяжелый нефтепродукт с концентрацией паров С₁, то при заполнении ее более легким низкокипящим нефтепродуктом будут потери от дополнительного насыщения газового пространства. В этом случае исходное дифференциальное уравнение следует интегрировать от С₁ до С₂, и формула (5.30) примет вид

(5.32)

Потери от «обратного выхода» (G_о.в) определяются по формуле (5.12). Полагая p= р_ух — парциальному давлению паров бензина в момент окончания выкачки и р= р_у._б — парциальному давлению насыщенных паров бензина, получим

(5.33)

Приравнивая нулю выражение (5.33), стоящее в скобках, найдем, что потери от «обратного выдоха» не будут при условии, что

Поскольку процесс «обратного выдоха» происходит при Т₁ ≈ Т₂, то потери будут отсутствовать, если

Фактические потери нефтепродуктов от испарения в резервуарах

Фактические потери нефтепродуктов при хранении в резервуарах могут быть определены одним из двух способов.

Первый способ. Исследование изме­нений физических свойств нефтепродуктов в процессе длительного хранения.

Для определения потерь необходимо иметь две пробы, взятые до хранения (А) и после хранения (Б).

Пробу нефтепродукта А подвергают дробной разгонке под вакуумом и по данным разгонки строят кривую давления насыщенных паров в зависимости от процента отгона. В образце Б так же определяют р,значения которого откладывают на оби ординат и проектируют на кривую разгонки образца А и далее на ось абцисс (см. рис. 5.4). Отрезок х представляет потери нефтепродукта (в %) при хранении.

Рис. 5.4. Определение потерь нефтепродуктов от испарений по изменению физических констант.

Второй способ. Непосредственное измерение объема выходящих из резервуара паров. Этот способ, наиболее приемлемый при кратковременном хранении (за одно «малое» или за одно «большое дыхание»), заключается в следующем. После проверки полной герметичности крыши к газовому пространству резервуара подключаются счетчик и газоанализатор. По объему выходящей из резервуара паровоздушной смеси и концентрации паров нефтепродукта определяют количество теряемого нефтепродукта.

Методика подсчета потерь нефтепродуктов от «малых» и «больших» дыханий

Пример 5.1. Определить потери бензина в июне от одного «малого дыхания» в стальном цилиндрическом вертикальном резервуаре объемом 4600 м³ (D = 22,8 м, R = 11,4 м, высота конуса крыши h = 0,47 м), установленного в Москве и заполненного наполовину (Н_г — ,0,5 R). Температура начала кипения бензина t_н.к= 46° С. Среднее атмосферное давление р_а = 10⁵ Па.

Решение. 1. Определяем температуру в газовом пространстве резервуара.

Согласно данным климатологического справочника среднемесячная температура воздуха в июне в Москве t_в = 17,8° С, а среднемесячный минимум t_в = 12,3° С.

Среднемесячная амплитуда колебания температуры воздуха

Отношение F_cт/F_кр при половинном заполнении резервуара

По кривым на рис. 5.3 для Москвы при tg α = == 0,082 и α = 2,5° определяем функцию f : f₁ = 0,819; f₂ = 0,036; f₃ = 0,72; f₄ = .= 0,016; f₅ = 0,855; f₆= 0,0145; f₇ = 0,46; f₈ = 0,77.

Амплитуда суточного колебания температуры газового пространства резервуара определяется по формуле (5.5):

Δt_г = 11,0·0,819 + 591 [0,036·0,72 + 0,46·0,0145 + 0,016(0,77-0,855)] = 27,8° С. Минимальная температура в газовом пространстве резервуара согласно (5.6)

Максимальная температура в газовом пространстве резервуара определяется по формуле (5.7)

2. Определяем температуру верхних слоев нефтепродуктов по формулам (5.9) и (5.10):

3. Определяем объемную концентрацию бензиновых паров в газовом пространстве резервуара (С₁ и С₂).

Пользуясь графиком на рис. 5.1 (четвертая снизу кривая), находим да­вление насыщенных паров р_у при t иt :P = 0,027 МПа и р=0,04 МПа. Тогда

Средняя объемная концентрация

4. Определяем молекулярный вес бензиновых паров по формуле (5.14):

М_б = 60 + 0,3 t_н.к. + 0,001 t = 60 + 0,3 46 + 0,001 46² = 75,9 кг/моль.

4. Потерю бензина за одно «малое дыхание» определяем по формуле (5.11):

т.е.

Пример 5.2. По условиям примера 5.1 определить потери от одного «большого дыхания». Давление насыщенных паров бензина при его средней температуре T ≈ Т≈ 17,8°С на рис. 5.1 составитр_у = 0,035 МПа. Средняя объемная концентрация бензиновых паров в газовом пространстве резервуара С = = = 0,35. Средняя температура в газовом пространстве резервуара согласно (5.8):

Потери бензина за одно «большое дыхание», при коэффициенте использования емкости 0,95 согласно (5.22) составит: