11. Потери нефти и нефтепродуктов. Классификация потерь

Потери нефтепродуктов наносят большой вред народному хозяйству, поэтому борьба с потерями - актуальная задача. Поте­ри происходят (рис. 11.1) от утечек, испарения, смешения раз­личных сортов нефтепродуктов. Примерно 75 % потерь происхо­дит от испарения.

Потери от утечек происходят через неплотности резер­вуаров, трубопроводов, задвижек, при случайном разливе и т.д. и предотвращаются проведением профилактических ремонтов и специальных мероприятий.

Потери от смешения происходят при последовательной перекачке нескольких нефтепродуктов и при случайном их сме­шении в резервуарах.

Потери от испарения. В резервуаре, имеющем некоторое количество продукта, газовое пространство заполнено паровоздушной смесью.

Рис. 11.1. Типичные источники потерь на нефтеперерабатывающем заводе:

1 — сгорание газа в факелах; 2 — испарение из резервуаров; 3 — утечки в задвижках, линиях, насосах и т.д.; 4 — потери нефти в стоке нефтеперерабатывающего завода; 5 — испарения в ловуш­ке-водоотделителе; 6 — потери при погрузке железнодорожных цистерн и автоцистерн; 7 — смешение бензина

Количество нефтепродукта в этой паровоздуш­ной смеси

G = c ·p ·V,

где с — объемная концентрация паров нефтепродукта в паровоз­душной смеси; р - плотность паров продукта; V — объем газо­вого пространства.

Всякое выталкивание паровоздушной смеси из газового пространства резервуара в атмосферу сопровождается потерями нефтепродукта — это и есть потери от испарения. Они происхо­дят по следующим причинам:

1) Потери от вентиляции газового пространства. Если в крыше резервуара имеются в двух местах отверстия, располо­женные на некотором расстоянии Н по вертикали, то более тяже­лые бензиновые пары будут выходить через нижнее отверстие, а атмосферный воздух будет входить через верхнее отверстие; ус­тановится естественная циркуляция воздуха и бензиновых паров в резервуаре, образуются так называемые газовые сифоны. Объ­емная потеря газа в единицу времени работы газового сифона оп­ределяется по уравнению

где μ — коэффициент расхода отверстия; F — площадь отвер­стия; Р — давление, под которым происходит истечение; оно равно разности весов столбов высотой Н паровоздушной смеси плотностью р_с и воздуха плотностью р_в:

P = H ·(p_{c ·} p_e)· g.

Потери от вентиляции могут происходить через открытые люки резервуаров путем простого выдувания бензиновых паров ветром. Поэтому люки необходимо тщательно герметизировать.

2) Потери от больших дыханий — от вытеснения паров нефтепродуктов из газового пространства закачиваемым нефте­продуктом. Нефтепродукт, поступая в резервуар, сжимает паро­воздушную смесь до давления, на которое установлена арматура. Как только давление станет равным расчетному давлению дыха­тельного клапана, из резервуара будут выходить пары нефтепро­дукта, начнется «большое дыхание» («выдох»).

При откачке нефтепродукта из резервуара происходит об­ратное явление: как только вакуум в резервуаре станет равным вакууму, на который установлен дыхательный клапан, в газовое пространство начнет входить атмосферный воздух — происходит «вдох» резервуара.

3. Потери от «обратного выдоха». Вошедший в резервуар воздух начнет насыщаться парами нефтепродукта; количество га­зов в резервуаре будет увеличиваться; поэтому по окончании «вдоха», спустя некоторое время из резервуара может произойти «обратный выдох» - выход насыщающейся газовой смеси.

4. Потери от насыщения газового пространства. Если в пустой резервуар, содержащий только воздух, залить небольшое количество нефтепродукта, последний начнет испаряться и на­сыщать газовое пространство. Паровоздушная смесь будет увеличиваться в объеме, и часть ее может уйти из резервуара - про­изойдут потери от насыщения.

5. Потери от малых дыханий происходят в результате следующих причин:

а) из-за повышения температуры газового пространства в дневное время (при нагреве солнечными лучами). Паровоздуш­ная смесь стремится расшириться, концентрация паров нефте­продукта повышается, давление растет. Когда давление в резер­вуаре станет равным давлению, на которое установлен дыхатель­ный клапан, он открывается и из резервуара начинает выходить паровоздушная смесь — происходит «выдох». В ночное время из-за снижения температуры часть паров конденсируется, паровоз­душная смесь сжимается, в газовом пространстве создается ваку­ум, дыхательный клапан открывается и в резервуар входит атмо­сферный воздух — происходит «вдох»;

6) из-за снижения атмосферного давления. При этом раз­ность давлений в газовом пространстве резервуара и атмосферно­го может превысить перепад давлений, на который установлен дыхательный клапан, он откроется и произойдет «выдох» (барометрические малые дыхания). При повышении атмосферного давления может произойти «вдох».