Сооружения и оборудование для хранения, транспортировки и отпуска нефтепродуктов
 Скачать 27.51 Mb.
|
Наибольшие потери нефтепродуктов наблюдаются при хранении их в резервуарах различных типов. Потери нефтепродуктов из емкостей от «малых и больших дыханий» могут быть сокращены при: -использовании тепловой защиты резервуаров; -специальной конструкции емкостей; -газовой обвязки и правильной организации технологических операций. Тепловая защита позволяет уменьшить колебания температуры газового пространства резервуара и поверхностного слоя нефтепродукта. Тепловая защита резервуаров на нефтебазах осуществляется: -окраской крыш и боковых стенок резервуаров лучеотражающими красками; -тепловой изоляцией, непосредственно наложенной на крышу и стенки резервуара; -созданием теплоизоляционного экрана путем применения водяного орошения заданной температуры; -применением железобетонных резервуаров. Для защиты резервуаров от нагревания солнечными лучами они окрашиваются в светлые тона. Это наиболее простой и доступный способ борьбы с потерями от «малых дыханий», не требующий больших капитальных затрат и применимый в любых условиях. Эффективность окраски для борьбы с потерями тем выше, чем больше суточные колебания температуры. С повышением лучеотражающей способности резервуара колебания температуры газового пространства и поверхности нефтепродукта уменьшаются. Например, бензин, находящийся в одинаковых условиях хранения в наземных атмосферных резервуарах, нагревается в летний период в зависимости от цвета окраски на: 11.50С при окрашивании в алюминиевый цвет; 14.60С-серый; 16.60С-суриковый; 25.70С-зеленый; 480С-черный. Соответственно годовые потери (% масс.) от испарения составляют, если резервуары окрашены в цвета: алюминиевый-0.83; серый-0.99, красный-1.14; черный-1.24. Отражающая способность (%) поверхности резервуаров, окрашенной в разные цвета представлена в таблице 22. Таблица 22 Отражающая способность окрашивания
Испарение нефтепродуктов так же зависит от климатических условий нахождения резервуаров хранения (см. табл. 23). Таблица 23 Сравнительные данные о годовых потерях от испарения автомобильного бензина из наполовину заполненных резервуаров вместимостью 5 тыс.м3 в зависимости от окрашивания и местонахождения
Опытные наблюдения показывают, что наибольшая часть солнечного тепла поступает в резервуар через корпус, так как теплопроводность нефтепродукта, соприкасающегося с корпусом, значительно выше, чем теплопроводность паровоздушной смеси у крыши резервуара. Газовое пространство резервуара создает как бы теплоизоляционный слой. У стенки резервуара нагретый нефтепродукт поднимается вверх и создает конвекцию, способствующую испарению нефтепродукта с поверхности и повышению парциального давления паров. Для резервуаров с плавающими крышами и понтонами выбор цвета окраски не имеет существенного значения, поскольку суточные колебания температуры практически не влияют на потери. Краску для них подбирают с учетом срока службы, стоимости и надежности защиты металла от коррозии. Резервуары, работающие при повышенном давлении, и резервуары, включенные в газоуравнительную систему, целесообразно окрашивать в белый или алюминиевый цвет. В первом случае уменьшается необходимое избыточное давление для предотвращения потерь от «малых дыханий», во втором-объем газосборника. Тепловая изоляция крыш и корпусов резервуаров выполняется из легких материалов, не дающих больших дополнительных нагрузок (больше 22—23 кгс/м2), например из стеклянной ваты, пенобетона, пеностекла, асбеста и др. Днем за счет плохой теплопроводности изоляции уменьшается нагрев нефтепродукта через стенки и крышу резервуара, ночью теплоизоляция препятствует охлаждению резервуара. В результате повышается средняя температура газового пространства по сравнению со средней температурой окружающего воздуха. Потери от «малых дыханий» в таком резервуаре сокращаются, но возрастают от «больших». Применение тепловой изоляции имеет смысл при неподвижном хранении нефтепродуктов в резервуарах. Тепловая изоляция должна защищаться от действия атмосферных осадков. Экранирование резервуаров осуществляется путем посадки вблизи них деревьев лиственных пород или путем устройства защитных стационарных или подвижных экранов, которые располагают на расстоянии 0.1—0.5 м от корпуса и покрытия резервуара. Слой воздуха, находящийся между экраном и поверхностью резервуара, препятствует передаче тепла от экрана резервуару. Наибольший эффект в снижении амплитуды колебаний температуры газового пространства и нагревания нефтепродукта достигается при полной экранизации резервуара. Отражательно-тепловая изоляция выполняется из сдвоенных асбоцементных щитов-экранов, скрепляемых металлическими планками. На крыше резервуара щиты прикрепляются к тросам, натянутым во взаимно перпендикулярных направлениях, на корпусе - с помощью поясов из полосовой стали. Весь монтаж выполняется без применения сварочных работ. Для улучшения лучеотражательной способности теплоизоляционный экран окрашивают алюминиевой краской. Недостаток экранизации и отражательно-тепловой изоляции - большой срок окупаемости (до 10 лет) и отсутствие контроля над техническим состоянием резервуара. Экранирование может давать наибольший эффект (сокращение потерь от «малых дыханий» в 2—3 раза) в южных климатических зонах. Орошение крыш резервуаров водой производится через специальные распылители. Вода, выходя из распылителей, создает водяную завесу, которая покрывает всю поверхность крыши и стекает по стенкам корпуса резервуара. Водяной экран устраивается непосредственно на плоской крыше резервуара, для чего боковые стенки корпуса резервуара делают несколько выше отметки крыши. Водяной экран на 20—30% снижает потери от «малых дыханий» и дает большой эффект в южной климатической зоне России в летний период (Краснодарский, Ставропольский край, Астраханская область). В это время существенное сокращение потерь от «малых дыханий» достигается при непрерывном орошении резервуаров, однако это затратное мероприятие. Хранение в железобетонных резервуарах как способ сокращения потерь нефтепродуктов получило широкое распространение в нашей стране и за рубежом. В наземных железобетонных резервуарах потерн от «малых дыханий» сокращаются в 3—5 раз, в заглубленных — в 8—10 раз по сравнению с атмосферными резервуарами. Срок службы железобетонных резервуаров в 2—3 раза больше, чем наземных металлических резервуаров. Годовая стоимость хранения 1 т бензина в железобетонных резервуарах с учетом сокращения потерь от испарения, стоимости сооружения и эксплуатационных расходов ниже, чем у резервуаров атмосферных и повышенного давления. Она приближается к стоимости хранения бензина в резервуарах с плавающими понтонами. Таблица 24 Годовые потери бензина и расход материалов для сооружения наземных атмосферных и заглубленных железобетонных резервуаров в средней и южной климатических зонах
Большая экономическая целесообразность достигается хранением нефтепродуктов в заглубленных железобетонных резервуарах (см. табл. 24). Это связанно с тем, что теплопроводность стенок и крыши железобетонных резервуаров в несколько сотен раз меньше, чем металлических. Например, через 1 м2 металлической стенки толщиной 7-6 мм при разности температур ее поверхности в 10С в течение 1 часа проходит около 4000 кКал. Через железобетонную стенку толщиной 25 см при тех же условиях переход тепла составляет 8 кКал. Поэтому колебания температуры газового пространства и нагрев нефтепродукта внутри железобетонного резервуара, а следовательно, и потери от испарения значительно меньше, чем в металлических атмосферных резервуарах. Основными показатели, определяющими выбор типа резервуаров по потерям нефтепродуктов являются упругость паров нефтепродукта, атмосферные условия в районе расположения резервуара и оборачиваемость резервуара. С этих позиций для хранения керосинов, масел и мазутов наиболее пригодны вертикальные цилиндрические резервуары, рассчитанные на избыточное давление до 20 мм вод. ст. Для хранения легкоиспаряющихся нефтепродуктов выбор типа емкостей более сложен. Весьма эффективно хранение легкоиспаряющихся нефтепродуктов под давлением в резервуарах с переменным объемом. В целом выбор типов резервуаров в целях предохранения от потерь легкоиспаряющихся нефтепродуктов обосновывается технико-экономическими расчетами, в которых учитываются количественные и качественные потери. Расчеты показывают, что наибольший технико-экономический эффект достигается при хранении бензинов (см. табл. 14) в резервуарах, рассчитанных на избыточное давление в газовом пространстве 0.2-0.3 кгс/см2 (каплевидные и шаровые резервуары, сфероидные резервуары со сферическими и радиальными крышами, с подъемной, плавающей крышей). Таблица 25 Годовые потери (в %) бензина от «малых и больших дыханий» в резервуарах вместимостью 5000 м3, климатическая зона-Северный Кавказ
Анализируя данные таблицы 25, можно сделать вывод, что при годовой оборачиваемости резервуаров, превышающей двенадцатикратную, хранить легкоиспаряющиеся нефтепродукты целесообразно в резервуарах с плавающей крышей, поэтому такие резервуары рекомендуется устанавливать на перевалочных нефтебазах. В средней и северной климатических зонах хранение легкоиспаряющихся нефтепродуктов в резервуарах с плавающей крышей из-за неблагоприятных атмосферных условий осложняется. В этих условиях легкоиспаряющиеся нефтепродукты более целесообразно хранить в каплевидных резервуарах, так как они менее подвержены атмосферным влияниям (обледенение, снег, ветер). Применение этих резервуаров целесообразно также при малой оборачиваемости резервуаров. Газовая обвязка резервуаров (газоуравнительная система, улавливание и конденсация паров) - это система газопроводов, соединяющих между собой газовые пространства резервуаров, в которых хранятся нефтепродукты одного сорта. Одновременно с использованием газовой обвязки применяют специальные газосборники, подключенные трубопроводом к системе газовой обвязки. Газовая обвязка обеспечивает циркуляцию паровоздушной смеси по замкнутому контуру, что предотвращает потери паров нефтепродуктов в атмосферу, способствует снижению потерь нефтепродуктов при приеме и отпуске (газовая обвязка предназначается для взаимной компенсации вытесняемых и всасываемых объемов газов при перекачках нефтепродуктов из одной емкости в другую). На рис. 69 представлена принципиальная схема газоуравнительной системы резервуарного парка. Выход паровоздушной смеси при «малых дыханиях» из резервуаров с продуктом 1 осуществляется в резервуар с подъемной крышей 2. Система снабжена огневыми предохранителями 3, запорными задвижками 4, задвижкой для спуска конденсата 5, сборником конденсата 6 и насосом 7 для его откачки. На случай отключения резервуаров при ремонте газоуравнительной системы или заливе другого сорта нефтепродукта резервуары имеют дыхательное оборудование.  Рис. 77. Схема газовой обвязки резервуаров В данной схеме дыхательные клапана (с огневыми предохранителями) 8 резервуаров, подключенных к указанной газоуравнительной системе, регулируются на открытие лишь при максимальном или минимальном давлениях газового пространства резервуара с подъемной крышей (газосборника). Огневые предохранители устанавливаются на газоуравнительных трубопроводах у каждого резервуара и обеспечивают нераспространение пожара в случае загорания одного из них. Газовая обвязка резервуаров выполняется из труб, диаметр которых обеспечивает прохождение паровоздушной смеси при максимальной выкачке или закачке нефтепродукта и устранение вакуума при понижении температуры окружающего воздуха. В качестве газосборников (газокомпенсаторов) могут применяться: резервуары с подъемной крышей; с мембранной «дышащей» крышей; с баллонными крышами типа «дышащий баллон»; мягкие «дышащие» резервуары из синтетических материалов. Последний тип газосборника по опыту эксплуатации за рубежом используется для предотвращения потерь из резервуаров малой и средней вместимости, а также для сбора паровоздушной смеси, выходящей из железнодорожных цистерн при наливе. Допустимое внутреннее давление в нем достигает 0.015-0.07 кгс/см2. Наиболее экономичным по стоимости и эксплуатационным расходам для резервуарного парка с большой годовой оборачиваемостью является газосборник типа «дышащий баллон» (рис. 70). Изменение объема в нем производится за счет подъема или прогиба металлических днищ. Стенка баллона с помощью тросов соединена с противовесами, которые меняют свое положение в зависимости от степени наполнения баллона. Разработаны проекты газосборннков типа «дышащий баллон» вместимостью 1 и 10 тыс. м3. Они изготовляются из листовой стали толщиной 4 мм: общая масса металлоконструкций 185 т.  Рис. 78. Газокомпенсатор типа «дышащий баллон», где а-при максимальном наполнении; б-в порожнем состоянии. Оборудование 1-противовес; 2-труба для отвода конденсата; 3-труба к предохранительному клапану В газоуравнительную систему включают резервуары, залитые нефтепродуктами одинакового химического состава и физико-химических свойств. Невыполнение этого требования может привести к изменению качества одного из нефтепродуктов. Например, соединение газоуравнительной системой резервуаров, в которых находятся нефтепродукты с разной упругостью паров, способствует переходу легких фракций в резервуар с более тяжелым нефтепродуктом и последующей их абсорбцией. Установлено, что совместная обвязка резервуаров с этилированными и неэтилированными бензинами ведет к ухудшению качества неэтилированных бензинов ввиду перехода в него паров ТЭС. Для включения в общую газовую обвязку резервуаров с этилированными и неэтилированными бензинами необходимо применение специальных поглотителей ТЭС, которые экономически невыгодны. Объем газосборннков в газоуравнительной системе обычно определяется по среднесуточному движению нефтепродукта через данную группу резервуаров с учетом коэффициента несовпадения операций по приему и выдаче и выхода паровоздушной смеси в результате «малых дыханий». Однако выбор объема газосборников производят, руководствуясь технико-экономическими расчетами. Считается, что объем газосборников оптимален лишь тогда, когда достигается минимум затрат на их сооружение и эксплуатацию, а также минимум потерь от испарения. Помимо только улавливания паров нефтепродуктов имеются способы улавливания их с последующей конденсацией следующими способами:
Опыт эксплуатации углеабсорбционных и маслоабсорбционных установок на нефтяных промыслах показал целесообразность их применения для улавливания паров нефтепродуктов, вытесняемых из резервуаров при проведении перекачек. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||