Потери нефти и нефтепродуктов и методы их сокращения

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Реферат на тему:

"Потери нефти и нефтепродуктов и методы их сокращения"

Выполнил: ст. гр. 4121-42 Галимов Р.Ф.

Проверила: Овчинникова Ю.С.

Казань 2015

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Классификация потерь

2. Методы сокращения потерь

3. Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при хранении

3.1 Тепловая защита резервуаров

3.2 Организационно-технические мероприятия

3.3 Хранение под избыточным давлением

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Нефть и нефтепродукты проходят сложный путь транспортировки, хранения и распределения. От скважин до установки нефтеперерабатывающего завода, от завода до потребителя. При этом они подвергаются многочисленным транспортным операциям, которые сопровождаются потерями, составляющими около 9% от годовой добычи нефти. Из них 2-2,5% приходятся на потери в сфере транспорта, хранения и распределения нефтепродуктов. Эти потери подразделяются на количественные (утечки, разливы, аварии), качественно-количественные (испарение, смешение). Значительную долю в общем балансе потерь составляют потери от испарения в резервуарах и при сливо-наливных операциях. потеря нефть нефтепродукт хранение

Испарение нефти и бензинов приводит к изменению их физико-химических свойств, уменьшению выхода светлых нефтепродуктов при переработке нефти, ухудшению эксплуатационных характеристик двигателей. В связи с этим затрудняется запуск двигателей, надежность их работы, увеличивается расход топлива и сокращается срок эксплуатации. Теряемые легкие углеводороды загрязняют окружающую среду и повышают пожароопасность предприятий.

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОТЕРЬ

Одним из основных факторов повышения эффективности работы предприятий добычи, хранения и транспорта нефти и нефтепродуктов, а также обеспечения защиты окружающей среды от загрязнения является сокращение потерь нефти и нефтепродуктов при хранении и проведении технологических операций. Потери можно разделить на количественные, качественно-количественные и качественные. Количественные потери происходят в результате утечек, переливов, неполного слива транспортных емкостей и резервуаров. Эти потери становятся возможными при негерметичности стенок и днищ резервуаров, неисправности запорной арматуры, несоблюдении технологии проведения операций и неисправности контрольно-измерительного оборудования. К потерям следует отнести и неполный слив нефтепродуктов, особенно вязких, происходящих из-за конструктивных дефектов транспортных емкостей (недостаточный уклон днища емкости к сливному патрубку), налипания нефтепродуктов и образования пленки на стенках емкости, для стекания которой необходимо дополнительное время.

Качественно-количественные потери происходят при испарении нефти- и нефтепродуктов. В результате испарения из нефти теряются легкие углеводороды, являющиеся ценным сырьем для нефтеперерабатывающей промышленности. Потери легких фракций снижают качество нефтепродуктов. В наибольшей степени это относится к бензинам, в меньшей степени - к реактивным топливам. Масла, мазуты и смазки практически не испаряются и соответственно по этой причине нe теряют качества.

Качественные потери возникают в результате смешения, загрязнения, обводнения, окисления нефтепродуктов. Ухудшение качества нефтепродукта в результате смешения происходит при последовательной перекачке по одному трубопроводу различных по свойствам нефтепродуктов, а также при заполнении емкостей, содержащих остатки нефтепродукта другого сорта. При этом возможен перевод части нефтепродукта в более низкий сорт, т. е. уменьшение его количества. Одним из основных факторов, влияющих на качество нефтепродуктов, наряду с физико-химическими свойствами, являются время и условия хранения. Для нефтепродуктов, быстро изменяющих качество, рекомендованы минимальные сроки хранения. Увеличены рекомендуемые сроки хранения нефтепродуктов в средней и северной зонах, в полуподземных и подземных резервуарах, что обусловлено более низкими температурами хранения.

2. МЕТОДЫ СОКРАЩЕНИЯ ПОТЕРЬ

Методы сокращения потерь нефтепродуктов от испарения можно разделить на пять групп:

Первая группа - сокращение объема газового пространства резервуара. Из анализа уравнения потерь следует, что чем меньше объем газового пространства, тем меньше потери, и при V1 = V2 = 0 в резервуаре теоретически потери от испарения должны отсутствовать. Это условие конструктивно осуществлено в резервуарах с плавающими крышами или понтонами, которые позволяют сократить потери от «больших дыханий» и «обратного выдоха» на 70-75% при коэффициенте годовой обора-чиваемости до 60 раз в год и на 80-85% при коэффициенте годовой оборачиваемости свыше 60 раз в год, а от «малых дыханий» - на 70% по сравнению с обычными резервуарами со щитовой кровлей. Расчеты показывают, что резервуары с плавающей крышей и понтоном наиболее эффективны при коэффициенте годовой оборачиваемости больше 12. Дальнейшее повышение экономической эффективности плавающих крыш и понтонов может быть достигнуто за счет применения прочных полимерных материалов и улучшения конструкции уплотняющих затворов.

Схема устройства резервуаров с плавающей крышей (а) и понтоном (б): 1 - корпус резервуара; 2 - стационарная крыша; 3 - нижние опоры понтона, 4 - направляющие плавающей крыши; 5 - плавающая крыша; б -уплотняющий скользящий затвор; 7- скользящая лестница; 8 -пластиковые покрытия понтона; 9 - пенополиуретановый слой; 10 -уплотнители; 11 - кольца жесткости; 12 - сборник осадков; 13 -дренажная система.

Вторая группа - хранение под избыточным давлением. Согласно уравнению потерь, если конструкция резервуара рассчитана на работу под избыточным давлением, то в таком резервуаре могут быть полностью ликвидированы потери от «малых дыханий» и частично от «больших дыханий». Однако, как показали расчеты, большие избыточные давления усложняют конструкцию и удорожают стоимость резервуаров. На оптимальную величину избыточного давления сильно влияет оборачиваемость резервуара, физикохимические свойства нефтепродукта и метеорологические условия.

Третья группа - уменьшение амплитуды колебания температуры газового пространства. Для создания условий изотермического хранения нефтепродуктов или значительного уменьшения колебаний температур газового пространства и поверхности нефтепродукта применяют теплоизоляцию резервуаров, охлаждение их в летнее время водой и окраску в белый цвет, а также подземное хранение.

Четвертая группа - улавливание паров нефтепродуктов, вытесняемых из емкости. Для этого применяют газоуравнительные обвязки, представляющие собой отдельные трубопроводы или систему трубопроводов, соединяющих газовые пространства резервуаров или транспортных емкостей. Применение газоуравнительной обвязки позволяет частично сократить потери от «больших дыханий». Эффективность сокращения потерь при использовании газовой обвязки зависит от коэффициента совпадения операций и выкачки. Ориентировочно можно считать, что потери сокращаются на величину, равную коэффициенту совпадения операций. Применение газгольдеров, включаемых в газоуравнительную обвязку резервуаров, позволяет значительно снизить потери и при малых коэффициентах совпадения операций. Если поступление нефтепродукта превышает откачку, то избыток паро-воздушной смеси поступает в газгольдер, что позволяет уменьшить потери нефтепродуктов на 90-95%. Наоборот, когда откачка из резервуаров превышает поступление нефтепродукта, газгольдеры «отдают» в систему паровоздушную смесь. Объем газгольдера рассчитывают в зависимости от максимально возможного несовпадения операций.

Пятая группа - организационно-технические мероприятия. Правильная организация эксплуатации резервуаров - одно из важнейших средств уменьшения потерь нефтепродуктов. Наиболее эффективными являются следующие организационные мероприятия:

- для уменьшения потерь от «малых дыханий» в атмосферных резервуарах нефтепродукты необходимо хранить при максимальном заполнении резервуаров, так как в этом случае достигается наименьший объем газового пространства;

- для сокращения потерь от «больших дыханий» необходимо максимально сократить внутрибазовые перекачки нефтепродукта из резервуара в резервуар;

- чем меньше промежуток времени между выкачкой и закачкой нефтепродукта в резервуар, тем меньше величина потерь от «больших дыханий». Это объясняется тем, что при выкачке нефтепродукта в резервуар через дыхательный клапан будет поступать воздух, который при малом интервале времени не успеет насытиться парами нефтепродукта.

- потери от «малых дыханий» прямо пропорциональны площади испарения, поэтому легкоиспаряющиеся нефтепродукты выгоднее хранить в резервуарах большого объема;

- важное значение имеет техническое состояние резервуаров и дыхательной арматуры. Регулярная проверка герметичности крыши резервуара и исправности клапанов может предотвратить потери от вентиляции газового пространства;

3. БОРЬБА С ПОТЕРЯМИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ХРАНЕНИИ

Основная доля потерь нефтепродуктов при транспортных и складских операциях (от 60 до 80%) приходится на период хранения в резервуарах. Пути борьбы с потерями нефтепродуктов при их хранении в резервуарах товарно-сырьевых парков нефтеперерабатывающих заводов, нефтебаз, а также складов горючего потребителей этих продуктов различных промышленных, транспортных, сельскохозяйственных, прочих предприятий и организаций весьма разнообразны и выбираются в зависимости от причин, по которым возникают потери нефтепродуктов, и от характера этих потерь. По причине возникновения потери нефтепродуктов обычно подразделяются на естественные, эксплуатационные, аварийные, а по характеру - на количественные, качественные, смешанные (качественно-количественные), при которых соответственно уменьшается количество хранимого нефтепродукта, ухудшаются его качественные показатели или же потери отражаются как на общем количестве всего нефтепродукта, так и на качестве оставшейся его части.

К естественным потерям, зависящим от природно-климатических условий, от физико-химических свойств» нефтепродукта и от конструкции технологического оборудования резервуаров нефтебаз и складов, относятся потери от испарения. Эти потери при современном уровне технического оснащения объектов, предназначенных для хранения нефтепродуктов, практически не поддаются полной ликвидации, однако, могут быть значительно сокращены в результате осуществления соответствующих технических и организационных мероприятий.

К эксплуатационным потерям, возникающим в результате неисправностей или неправильной эксплуатации нефтескладского оборудования, относятся потери от проливов, утечек, неполного слива, загрязнения и обводнения нефтепродуктов. Этот вид потерь может быть полностью устранен при условии соблюдения необходимых мер:

- технически грамотной организации хранения нефтепродуктов;

- своевременного и качественного проведения периодического обслуживания и предупредительно-профилактических ремонтов резервуаров и технологического оборудования нефтебаз и складов;

- четкого планирования и правильного осуществления сливно-наливных операций.

К аварийным потерям, возникающим вследствие повреждения или разрушения резервуаров, трубопроводов, другого нефтескладского оборудования при стихийных бедствиях и в других случаях, относятся потери от проливов, пожаров и взрывов. Предотвращение этого вида потерь достигается осуществлением профилактических мероприятий, направленных на повышение живучести сооружений нефтебаз и нефтеперекачивающих станций, на предупреждение возгораемости нефти и нефтепродуктов, а также на сокращение потерь путем быстрой ликвидации последствий аварий с помощью устройств для сбора пролитого нефтепродукта, наличием эффективных средств пожаротушения, оперативным применением ремонтно-восстановительных средств. Естественные потери, возникающие при испарении нефтепродуктов, являются по своему характеру смешанными, т. е. количественно-качественными, что вызывается неравномерностью испарения входящих в состав нефтепродукта различных углеводородов. Основная часть потерь нефтепродуктов при хранении (до 1% от общего количества суммарных потерь) приходится на испарение, поэтому борьбе с этим видом потерь уделяется большое внимание. Потери горючего от испарения при хранении в резервуарах возникают в результате «больших дыханий» при сливно-наливных операциях, «малых дыханий» из-за суточных колебаний температуры, а также вентиляции газового пространства резервуаров через имеющиеся отверстия в их стенках или кровле. Потери от испарения при хранении всегда связаны с нарушением герметичности газового пространства резервуара, которое в первом и втором случаях вызывается срабатыванием дыхательного клапана, в третьем - повреждениями резервуара или открытием смотровых люков и других технологических отверстии.

3.1 Тепловая защита резервуаров

К наиболее доступным и действенным техническим мероприятиям относится тепловая защита резервуаров, применяемая для сокращения колебаний температуры хранимого в резервуаре нефтепродукта и его паров в газовом пространстве. Существуют различные способы тепловой защиты резервуара и, в том числе термостатирование в грунте или в наземных сооружениях казематного типа, теплоотражающая окраска, теплоизоляции, экранирование, охлаждение водой и т. д. Накоплен большой опыт применения этих способов борьбы с потерями от испарения, что дает возможность сравнить объективность разнообразных устройств, применяемых для тепловой защиты резервуаров. При хранении нефти и нефтепродуктов в горизонтальных резервуарах и таре простейшим методом их термостатирования является заглубление в грунт.

Известны три вида размещения резервуаров и тары:

- наземное, когда средства хранения размещаются на поверхности или заглублены менее чем на половину своей высоты;

- полузагубленное, когда резервуар заглублен более, чем на половину диаметра, а бочки размещаются в открытых котлованах и траншеях;

- заглубленное, когда резервуар размещен под слоем земли не менее 0,2 м или имеет обсыпку соответствующей толщины, а бочки размещаются в крытых подземных хранилищах - казематах или землянках.

Термостатирование вертикальных и горизонтальных металлических резервуаров путем устройства вокруг них наземного каземата (кожуха) из кирпича или железобетонных панелей и плит применяется весьма редко, так как подобные сооружения имеют высокую стоимость, которая превышает стоимость работ по заглублению резервуаров в 10-12 раз.

Широкое распространение получило применение специальной окраски резервуаров, защищающей металл от нагрева путем частичного отражения солнечных лучей и снижения эффективной температуры. Для этой цели рекомендуются светлые краски с коэффициентом отражения не менее 0,8.

Наряду с наружной окраской резервуара снижение потерь от испарения может быть достигнуто нанесением на его внутреннюю поверхность лакокрасочных покрытий с низким коэффициентом излучения. При нанесении противокоррозионных бензостойких покрытий ЭП-755, XC-7I7, XC-720, ФЛ-724 изнутри на крышу резервуара лучистый поток от нее к поверхности нефтепродукта снижается примерно вдвое, а потери от испарения снижаются на 27-45%. Одновременная окраска наружной и внутренней поверхностей резервуаров дает возможность при сравнительно небольших затратах снизить потери нефтепродуктов от испарения на 30-65% по сравнению с неокрашенными резервуарами.

3.2 Организационно-технические мероприятия

Наряду с тепловой защитой резервуаров, которую, как правило, можно осуществлять на действующих объектах, находят применение и другие способы снижения потерь нефтепродуктов от испарения, не требующие капитального переоборудования резервуарного парки и доступные для повсеместного применения. Такие способы, осуществление которых связано с применением простейших и давно известных устройств и приспособлений, не получили еще, к сожалению, достаточно широкого распространения, хотя имеющийся практический опыт свидетельствует об их высокой эффективности.

Снижение потерь нефтепродуктов в резервуарах при больших и малых дыханиях может быть достигнуто путем установки под дыхательным клапаном диска-отражателя диаметр которого превышает диаметр патрубка дыхательного клапана примерно в три раза. При использовании дисков-отражателей уменьшается перемешивание паровоздушной смеси в газовом пространстве резервуара, тем самым понижается концентрация паров нефтепродукта в верхней части газового пространства. Для обеспечения оптимальных условий работы дисков-отражателей их установку следует производить горизонтально под патрубком клапана на расстоянии, равном 1,8-2,0 диаметра этого патрубка.

Применение дисков-отражателей дает заметный экономический эффект и позволяет снизить потери от испарения нефтепродуктов при дыханиях на 30-40%. Ряд технических мероприятий по снижению потерь нефти и нефтепро-дуктов от испарении связан с коренным переустройством товарно-сырьевых парков, нефтебаз и складов горючего, поэтому их внедрение может быть осуществлено при строительстве новых или реконструкции существующих объектов. Сюда же относится применение резервуаров специальных конструкций и совершенствование технологических схем резервуарных парков.

Помимо технических мероприятий, связанных с применением специальных конструкций резервуаров или переоборудованием существующих резервуаров, значительный эффект в борьбе с потерями нефтепродуктов от испарения дает замена или модернизация отдельных элементов оборудования резервуаров. В холодное время года происходит примерзание тарелок дыхательных клапанов к седлам, в результате чего полностью прекращается сообщение газового пространства резервуара с атмосферой и возникает возможность повреждения резервуара. Для предотвращения этого явления тарелки клапанов в зимний период эксплуатации поднимают на высоту 60-80 мм. Разработан ряд конструкций непримерзающих дыхательных клапанов, обеспечивающих более надежную эксплуатацию резервуаров при отрицательных температурах.

В настоящее время делаются попытки понизить потери нефтепродуктов от испарения при хранении путем добавления к ним в небольших количествах поверхностно-активных веществ, а также спиртов и некоторых других компонентов, которые снижают испаряемость бензина в 1,5-2 раза по сравнению с бензином без антииспарительных добавок. Такой способ борьбы с испарением бензина распространения пока не получил, так как связан с усложнением технологии производства товарных бензинов, а влияние вводимых присадок на результат применения горючего по прямому назначению изучено еще недостаточно.

Опыт эксплуатации резервуарных парков показывает, что в борьбе с потерями горючего от испарения помимо технических мероприятий важную роль играют меры организационного характера, осуществление которых обеспечивает рациональную организацию работ на нефтебазах и других объектах, предназначенных для хранения нефтепродуктов.

3.3 Хранение под избыточным давлением

Эффективным путем снижения потерь нефтепродуктов от испарения является хранение их под избыточным давлением.

Испарение - переход нефтепродуктов из жидкого в газообразное состояние при температуре меньшей, чем температура кипения, при данном давлении. Испарение нефти и нефтепродуктов происходит при любых температурах и давлениях до тех пор, пока газовое пространство над продуктом не будет полностью насыщено парами. Скорость испарения, или испаряемость нефтепродуктов, в значительной мере зависит от давления насыщенных паров, фракционного состава, средней температуры кипения и коэффициента диффузии. В меньшей мере на испаряемость оказывают влияние теплоемкость, теплопроводность, теплота испарения, поверхностное натяжение.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов - один из важных путей экономии топливно-энергетических ресурсов, играющих ведущую роль в развитии экономики и интенсификации общественного производства.

Ущерб, наносимый потерями народному хозяйству, состоит не только в уменьшении топливных ресурсов и в стоимости теряемых продуктов, но и в отрицательных экологических последствиях, которые являются результатом загрязнения окружающей среды нефтепродуктами. Поэтому борьба с потерями нефтепродуктов дает не только экономический эффект, но и жизненно важна для обеспечения охраны природы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Сальников, А.В. Потери нефти и нефтепродуктов: учеб. пособие / А. В. Сальников. - Ухта : УГТУ, 2012. - 108 с., ил.

2. Константинов Н.А. Потери нефти и нефтепродуктов. М.: Недра, 1991

3. Новоселов В.Ф. Расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепродуктов М.: Недра, 1995

Размещено на Allbest.ru