Нефть - главное богатство
России

Меры борьбы с потерями


В целях сохранения для народного хозяйства значительных количеств нефти и нефтепродуктов, а также в целях пожарной профилактики должна повседневно проводиться борьба с потерями и предприниматься необходимые организационные меры к их снижению и полной ликвидации.

К числу основных организационных мер относятся:

  1. соблюдение полной герметизации сооружений и устройств, используемых для хранения и транспорта нефтепродуктов, а также при проведении сливно-наливных операций;
  2. уменьшение объема газового пространства или поверхности хранимого продукта и сокращение амплитуды колебаний температуры в резервуарах для хранения нефти и светлых нефтепродуктов;
  3. хранение легко испаряющихся нефтепродуктов под повышенным давлением (свыше 200 мм вод. ст.) и в резервуарах специальных конструкций;
  4. рациональная эксплуатация нефтескладских установок и сооружений;
  5. предотвращение потерь от аварий, утечек и смешения различных сортов;
  6. прогрессивное нормирование снижения естественной убыли и обеспечение точного учета нефтепродуктов.

Герметизация сооружений для хранения и транспорта нефтепродуктов

Недостаточная герметизация резервуаров, трубопроводной сети и сливо-наливных устройств является причиной потерь. Через неплотности в крышах, в замерных и световых люках резервуаров, пенокамерах и т. п. происходит истечение паров жидкости в атмосферу.

При наливе вагонов-цистерн, наливных судов и автоцистерн через открытые люки теряется значительное количество паров горючих жидкостей. Особенно велики потери бывают, когда налив производится не под слой жидкости, а на открытую поверхность, при этом происходит интенсивное парообразование и улетучивание паров в атмосферу.

В целях предотвращения потерь продуктов с воздухом, вытесняемым И8 нефтеналивных судов, вагонов-цистерн, автоцистерн и других емкостей, их газовые пространства соединяются специальными трубопроводами с газовыми пространствами резервуаров, из которых производится налив нефтепродуктов (газоуравнительные системы). Такая мера позволяет возвращать пары нефтепродукта обратно в резервуары вместо выпуска их в атмосферу или улавливать в углеадсорбционной или маслоабсорбционной установках.

Весьма эффективным мероприятием является также герметизированный нижний слив всех нефтепродуктов (темных и светлых) из вагонов-цистерн.

Уменьшение объема газового пространства в резервуарах

Является также одним из способов борьбы с потерями, происходящими от всех видов «дыхания» хранилища. Уменьшение газового пространства достигается следующими способами:

  • осуществлением длительного хранения нефтепродуктов только в заполненных резервуарах;
  • использованием для кратковременного хранения резервуаров -с плавающими крышами (оперативные резервуары, в которых часто чередуются наполнение и опорожнение); потери сокращаются в 29-30 раз и даже более в зависимости от физико-химического состава жидкости и условий окружающей среды;
  • хранением нефтепродуктов на водяной подушке переменной высоты, изменяющейся по мере выкачки нефтепродукта из резервуара, благодаря чему верхний уровень нефтепродукта в хранилище остается неизменным; резервуары для такого хранения должны иметь водопроводный ввод, через который осуществляется движение воды в двух направлениях;
  • изоляцией газового пространства резервуара от зеркала нефтепродукта путем покрытия поверхности зеркала слоем стойкого вещества, не допускающего испарения нефтепродукта с поверхности и насыщения газового пространства парами. Для этих целей используется тонкие плавучие мембраны из синтетических материалов. Мембрана поддерживается на поверхности нефтепродукта большим количеством мелких поплавков, выполненных из того же материала. Она легко деформируется, обладает большой прочностью и гибкостью и непроницаема для жидких и газообразных углеводородов. Благодаря применению мембраны потери от испарения сокращаются на 80-90%. Затраты на мембрану окупаются в течение нескольких месяцев.

Сокращение амплитуды колебаний температуры газового пространства резервуаров

Осуществляется следующими способами:

  • предохранительной окраской резервуаров светлыми лучеотражающими составами; эффективность защиты резервуаров от чрезмерного нагревания солнечными лучами окраской в светлые тона характеризуется следующими годовыми потерями от испарения в резервуарах в зависимости от цвета окраски, %:

Алюминиевый

0,83

Серый

0,99

Красный

1,14

Черный

1,24

  • теплоизоляцией крыш резервуаров с соответствующим защитным покрытием их от атмосферных осадков; дополнительная нагрузка на крышу резервуара от теплоизоляции не превышает 22-23 кГ/м2;
  • экранированием резервуаров путем сооружения защитных ограждений из несгораемых материалов для отражения солнечного тепла;
  • орошением крыш резервуаров водой специальными распылителями или устройством водяного экрана; распылители создают водяную пыль, которая покрывает всю поверхность крыши; водяной экран устраивается непосредственно на плоской крыше резервуара путем создания на периферии бортика высотой, равной толщине слоя воды;
  • заглублением резервуаров;
  • применением железобетонных резервуаров.

Для защиты резервуаров от воздействия солнечной радиации и влияния больших суточных колебаний температуры (например, в Средней Азии) применяется отражательно-тепловая изоляция. Ее применение позволяет уменьшить потери нефтепродуктов от испарения в 2-5 раз. Наибольшим эффектом обладает двухслойная сборно-разборная асбоцементная изоляция, показанная на изображении ниже. Отражательно-тепловая изоляция состоит из сдвоенных асбоцементных щитов-экранов, скрепленных металлическими планками. Щиты-экраны подвешиваются на резервуаре к скобам и закрепляются поясами из полосовой стали на корпусе резервуара. На кровле резервуара закрепление щитов осуществляется к струнам, натянутым во взаимно перпендикулярных направлениях. Для увеличения отражательной способности асбоцементных щитов их окрашивают алюминиевой краской.

Изоляция резервуара двойными асбоцементными щитами: а – общий вид; б – крепление асбоцементных щитов к резервуару. 1 -струны из оцинкованной проволоки; 2 - боковые асбоцементные щиты; 3 - крепление щитов к хомуту; 4 - подвеска хомута; 5 - наружный плоский асбоцементный лист; 6 - внутренний волнистый лист; 7 - стяжное устройство хомута; 8 - шарнирное соединение щитов покрытия; 9 - обрезные щиты по карнизу; 10 - крепление щитов проволокой к струнам; 11 - скоба для подвески щитов и натяжения струн; 12 - кровля резервуара; 13 - верхний угольник резервуара; 14 - гайка с винтом.

Монтаж отражательно-тепловой изоляции на резервуаре производится без применения сварки, в связи с чем ею можно оборудовать резервуары, находящиеся в эксплуатации.

Рациональная организация эксплуатации нефтескладских установок и сооружений

Заключается в следующем:

  • проведение повседневной проверки герметизации резервуаров, оборудования и трубопроводов;
  • сокращение до минимума внутрискладских перекачек, что способствует уменьшению потерь от больших «дыханий»;
  • хранение нефтепродуктов по возможности в полностью заполненных резервуарах;
  • проведение закачки нефтепродуктов в резервуары по возможности в ночное время при наиболее низкой суточной температуре и, наоборот, проведение выкачки в дневное время.

Предотвращение утечек, смешения и аварий

Осуществляется тщательным наблюдением за исправным состоянием нефтебазового хозяйства и строгим выполнением правил технической эксплуатации.

Устранению утечек способствуют своевременно проводимые осмотры и профилактические ремонты сливных и раздаточных устройств хранилищ, оборудования и трубопроводов.

Потери от смешения устраняются соблюдением правил технической эксплуатации, контролем за тщательной зачисткой емкостей и трубопроводов.

Устранение потерь от аварий может обеспечиваться прочностью всех устройств для транспортирования, и хранения нефтепродуктов и правильной их эксплуатацией.

Прогрессивное нормирование снижения естественной убыли и проведение точного учета нефтепродуктов

Являются факторами, способствующими уменьшению потерь.

Разработка прогрессивно снижающихся норм естественной убыли по причинам потерь, связанных с процессом хранения и зависящих от технических средств, должна производиться на основании экспериментальных и теоретических данных об испарении и утечках продуктов, при этом должны учитываться также статистические данные о минимальных фактических потерях на лучших предприятиях. Особое внимание персонала должно быть обращено на точный учет хранимых нефтепродуктов, так как некачественный (неточный) учет приводит к искажению результатов, полученных от проводимых мероприятий по борьбе с потерями.

Хранение нефтепродуктов под большим избыточным давлением

Хранение нефтепродуктов под большим (0,3 - 0,5 кГ/см2) избыточным давлением позволяет полностью ликвидировать потери от малых «дыханий».

В зависимости от физико-химических свойств жидкости и условий окружающей среды оптимальное избыточное давление в резервуарах бывает разным и выявляется расчетом в каждом отдельном случае, исходя из технико-экономического обоснования применяемой конструкции резервуара,

Наземные резервуары, рассчитанные на максимальное давление в 200 мм вод. ст. без газоуравнительных систем должны применяться, как правило, для нефтепродуктов с низкой упругостью паров (керосин и др.). Для нефтепродуктов с высокой упругостью паров (бензин и др.) такие резервуары целесообразно применять в местностях с низкой интенсивностью солнечной радиации и малыми суточными колебаниями температуры.

Для хранения нефтепродуктов под более высоким давлением применяются резервуары других специальных конструкций:

  • заглубленные железобетонные с металлической оболочкой - при давлении до 0,8-1,3 м вод. ст.;
  • вертикальные металлические с сферическими крышами - при давлении до 0,4 кГ/см2;
  • вертикальные металлические с радиальными крышами и днищами - при давлении до 0,5 кГ/см2;
  • каплевидные - при давлении до 2,5 кГ/см2;
  • сферические - при давлении до 6 кГ/см2;
  • горизонтальные цилиндрические металлические резервуары - при давлении до 1 кГ/см2.

Установки по улавливанию паров нефтепродуктов

Видное место среди мероприятий по борьбе с потерями занимают специальные установки и устройства, предназначенные для улавливания паров нефтепродуктов, выходящих из резервуаров или передвижных емкостей, используемых для перевозки.

Для улавливания паров применяются резервуары с дышащими крышами, резервуары-газометры, баллоны и возвращающие абсорберы.

Для улавливания паров нефтепродуктов применяются резервуары из эластичной оболочки в виде мешков или баллонов, в которые собирают пары из резервуаров. Работа мешков и баллонов в принципе не отличается от работы резервуаров с «дышащими» крышами, за исключением объемов газового пространства, достигающих в баллонах большой величины. Емкость может быть до 500 м3 при диаметре 7,6 м.

Баллоны (см. изображение ниже) изготовляются из эластичной ткани, пропитанной нефте- и бензостойким составом.

Значительный интерес представляют «дышащие» баллоны из стали. Баллоны представляют собой плоские резервуары большого диаметра и малой высоты; они имеют упругие крыши и днища. Баллоны сооружаются емкостью от 500 м3 и более. В зависимости от емкости размеры баллонов изменяются: высота от 1 до 4,5 м, диаметр от 12 до 45 м. Крыши и днища баллонов делаются из листовой стали толщиной 2 мм. При наполнении баллонов парами нефтепродуктов крыши поднимаются на высоту от 2 до 4,5 м. Предохранительные клапаны допускают давление внутри баллона в 20-60 мм вод. ст.

 

Газобаллоны из эластичной ткани: а - свободный газокомпенсирующий баллон сферической формы; б - цилиндрический газокомпенсирующий баллон с металлическим каркасом. 1 - основание; 2 - предохранительный клапан; 3 - верхнее положение оболочки; 4 - нижнее положение оболочки; 5 - место крепления оболочки; 6 - каркас.

При обслуживании одним баллоном емкостью 4800 м3 резервуарного парка емкостью в 60 000 м3, через который перекачивается ежесуточно около 2000 т нефти, можно получить за один год экономию 6500-7000 м3 бензина. «Дышащие» баллоны не требуют больших капитальных затрат, вызывают малые эксплуатационные расходы и дают большую экономическую эффективность. 

Одним из способов улавливания нефтяных паров является применение сферического резервуара с полушаровой гибкой оболочкой, изготовляемого из прочной ткани, покрытой с двух сторон бензостойким составом. Сферические газокомпенсаторы имеют емкость от 500 м3 до 4200 м3. Диаметр их изменяется в пределах 6,5-20 м.

Для улавливания паров нефтепродуктов применяются также установки, принцип действия которых основан на поглощении паров нефтепродукта специальными поглотителями и на насыщении ими атмосферного воздуха при уменьшении давления в резервуаре.

Поглотителями паров нефтепродуктов являются керосины, машинные масла, активированный уголь и др.

Улавливание паров производится и путем создания газовой обвязки. Под газовой обвязкой резервуаров понимают систему трубопроводов для паров нефтепродуктов, соединяющих газовые пространства нескольких резервуаров. Такая система называется газоуравнительной. Ее рекомендуется применять в силу простоты, дешевизны и высокой рентабельности на нефтебазах с большой оборачиваемостью резервуарной емкости и на группах оперативных резервуаров. Назначением газовой обвязки является перепуск паров нефтепродукта из резервуара наполняемого в резервуар опоражниваемый, что позволяет значительно сократить потери паров нефтепродуктов. В отдельных случаях может и не быть синхронизации налива и опорожнения, и может появиться избыток паров или недостаток воздуха (газа); тогда в газовую обвязку включается резервуар-газометр.

При газовой обвязке резервуаров с разнородными сортами нефтепродуктов следует учитывать возможность циркуляции паров одного нефтепродукта в резервуар с другим, в результате чего может изменяться фракционный состав, т. е. улучшение качества тяжелых нефтепродуктов и ухудшение качества легких. Во избежание изменения фракционного состава необходимо систему газовой обвязки применять для резервуаров с однородными нефтепродуктами.

Газоуравнительные системы являются эффективными мерами для сокращения потерь легко испаряющихся нефтепродуктов и характеризуются небольшими сроками окупаемости дополнительных капитальных затрат.