Лабораторна робота 7 розрахунок втрат нафти та нафтопродуктів при заповненні транспортних ємкостей

Вступ

Мета даної лабораторної роботи полягає у визначенні забруднення атмосфери викидами вуглеводнів при наповненні транспортних ємкостей. Задача лабораторної роботи - розрахунок втрат нафтопродуктів від випаровування в залежності від умов заповнення ємкостей.

Основні положення

За основу прийнята методика визначення втрат при наповненні залізничних та автомобільних цистерн. Методика дозволяє розраховувати втрати нафти та нафтопродуктів при наповненні ємкості зверху.

Розрахунок втрат нафти та нафтопродуктів

Втрати нафти та нафтопродуктів від випаровування при наповненні транспортних ємкостей ( в кг) розраховується за формулою (7.1):

(7.1)

де G_п - втрати нафтопродуктів за визначений період часу (квартал, рік), (кг); k_V - коефіцієнт коректування залежності кількості втрат від тривалості умов наливання; k_р - коефіцієнт, який характеризує залежність кількості втрат від тиску в газовому просторі эмкості при наливанні; V_n- об’єм нафтопродукту, який наливається за визначений період часу (квартал, рік), (м³); Р_нас - Тиск насиченої пари при середній температурі нафтопродукту за розрахунковий період, мм.рт.ст.; Т_н - середня температура нафтопродутку за розрахунковий період, К; Т₀ = 273К; q₀ - густина пари нафтопродукту при Т_н, кг/м³.

Значення коефіцієнтів k_V та k_p наведені на рис.7.1, 7.2. Тиск насиченої пари Р_нас нафтопродукту, який наливається визначається:

• для бензинів –- по графіку на рис.7.3 по відомому паспоспортному значенню тиску насиченої пари при 37,8⁰С (ГОСТ 1756-52) і температурі продукту, яким наповнюються ємкості;

• для нафти – по графіку на рис.7.3 по відомій температурі нафти;

• густина пари нафти та нафтопродуктів, що наливається, визначається розрахунковим методом або по графіку на рис.7,4 по відомих t_нк і Р₀/Т_н.

Рис.7.1 - Залежність коефіцієнту K_V від тривалості t та умов наповнення ємкостей

1 – наповнення зверху відкритим струменем;

2 – наповнення зверху або знизу закритим струменем;

3 – наповнення зверху напіввідкритим струменем

1 3 2 Р/р0 Рис.7.2 – Залежність коефіцієнту Kр від умов наповнення ємкостей

1 – наповнення зверху відкритим струменем;

2 – наповнення зверху або знизу закритим струменем;

3 – наповнення зверху напіввідкритим струменем

Р исунок 7.3 – Залежність тиску насиченої пари бензинів від середньоквартальної температури газового простору резервуарів

Рисунок7.4 – Густина пари бензину в залежності від його характеристики

Приклад розрахунку

Вихідні дані. Розрахувати втрати автобензину від випаровування при наливанні 800000т продукту в залізничні цистерни з об’ємом котла V_ц=60м³. Наливання проводять пристроєм продуктивністю g=200м³/год. Наливання проводять напівструменем зверху при довжині наливного патрубка 1-1,5м. Надлишковий тиск в газовому просторі в процесі наливання =380 мм.рт.ст.

Характеристика продукту, який наливається: бензин автомобільний А-72, тиск насиченої пари при 37,8⁰С Р_нас=450мм.рт.ст., температура початку кипіння t_нк=40⁰С, середня температтура бензину t=15⁰C, густина бензину =0,732т/м³.

Розрахунок. Тривалість наливання t=V_ц/g =60/200=0,3год. За рис.7.1 та7.2 визначаємо k_V і k_p для умов наливання зверху відкритим струменем: k_V = 0,57, k_p = 0,78. За вихідними даними тиск насиченої пари при температурі 37,8⁰С дорівнює Р_нас=450 мм.рт.ст., тоді за графіком на рис.7.3 визначаємо тиск насиченої пари бензину при температурі 15⁰С: Р_нас=180мм.рт.ст. За графіком на рис.7.4 визначаємо густину пари бензину при Р₀/Т_н=760/(273+15)=760/288=2,64, яка дорівнює q₀=2,9кг/м³.

Таким чином, втрати бензину складають:

G_п = 0,57  0,78  (600000 / 0,732)  (180 / 760)  273 / (273 + 15) 2,9 = =237266,6 кг

Розрахунок кількості викидів вуглеводнів в атмосферу при наливанні в транспортні ємкості важких нафтпродуктів.

Визначення втрат (в тоннах) при наповнюванні залізничних та автомобільних цистерн гасом, дизельним паливом та мазутом проводять за формулою 7.2.

(7.2)

де V_річ – об’єм нафтопродукту, який був відвантажений за рік, м³; qt – питомі втрати вуглеводнів в атмосферу при наливанні 1м³ продукту при його середньорічній температурі, т/м³ (табл.7.1).

Таблиця 7.1 - Питомі втрати важких нафтопродуктів

Нафтопродукт	Питомі втрати важких нафтопродуктів, qt, т/м3 10-6
	t = 250С	t = 500С	t = 750С
Гас	30	70	110
Дизпаливо	20	47	74
Мазут	16	38	60
Масла	4	9	14

Приклад розрахунку

Вихідні дані. Визначити викиди вуглеводнів в атмосферу при відправці 3180000т дизельного палива по залізниці. Середньорічна температура товарного продукту 298К. Густина дизельного палива q=0,808т/м³.

Розрахунок. Об’єм палива, відправленого по залізниці становить:

V = 3180000 / 0,808 = 3935643,6 м³

По таблиці 7.1 визначаємо:

q_t = 20  10^-6 т/м³

Таким чином, викиди вуглеводнів в атмосферу при відвантаженні дизельного палива складають:

G_п = 3935643,6  20  10^-6 = 78,71 т

Порядок виконання роботи

1. Одержати вихідні дані для проведення розрахунків витрат нафтопродуктів при наповненні транспортних ємкостей.

2. За вихідними даним визначити час наповнення ємкості.

3. За графіком на рис.7.1 та 7.2 визначити значення коефіцієнтів k_V, k_p.

4. За вихідними даними та графіком на рис. 7.3 визначити тиск насиченої пари бензину (Р_нас) при відповідній температурі наповнення.

5. Вирахувати відношення Р₀/Т_н, Р₀=760мм.рт.ст., а Т_н -температура, при якій відбувається наповнення ємкості в К. За одержаним результатом по вихідних даних та рис.7.4 визначити густину пари бензину (₀).

6. За вихідними даними вирахувати об’єм бензину (V), який наливається в транспортні ємкості.

7. За одержаними результатами визначити втрати бензину (Gn).

8. У випадку заповнення ємкостей більш важкими нафтопродуктами (гасом, дизельним паливом, мазутом) за табл.7.3 визначити питомі втрати нафтопродуктів в залежності від температури.

9. За вихідними даними визначити об’єм нафтопродуктів V.

10. За одержаними даними визначити втрати вуглеводнів при заповненні ємкостей.

Варіантність роботи

Кожному студенту видається індивідульне завдання для визначення втрат нафтопродуктів при наповненні транспортних ємкостей.

Контрольні питання

1. В чому полягає екологічний вплив на оточуюче середовище технологічних процесів наповнення транспортних ємкостей?

2. Від яких факторів залежить кількість втрат нафтопродуктів при наповнюванні транспортних ємкостей?

3. Що характеризує коефіцієнти k_V та k_p, як вони залежать від умов наповнювання ємкостей?

4. Яким чином можна зменшити кількість викидів вуглеводнів при наповнюванні ємкостей?

5. Як розрахувати кількість втрат нафтопродуктів при заповнюванні транспортних ємкостей?