Мероприятия по борьбе с потерями нефтепродуктов

Мероприятия по борьбе с потерями нефтепродуктов

Приведенная выше классификация потерь нефтепродуктов дает примерное представление об источниках и причинах их образования.

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 уменьшает колебания температуры  газового пространства резервуара и  поверхностного слоя нефтепродукта. Она достигается при окраске крыш и боковых стенок резервуаров лучеотражающими красками, тепловой изоляции, непосредственно наложенной на крышу, на крышу и стенку резервуара, или тепловой изоляции экраном, при водяном орошении резервуара, применении железобетонных резервуаров.

Для защиты от нагревания солнечными лучами резервуары 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, нагревался при испытаниях в зависимости от цвета окраски до следующих температур:

Исследования  по определению отражающей способности (в %) поверхности резервуаров различной вместимости, окрашенной в разные цвета, дали следующие результаты:

Срок службы и эффективность окраски помимо долговечности растворителя определяется климатическими условиями, тщательностью подготовки окрашиваемой поверхности и способом нанесения окраски. Окраска с помощью валиков считается наиболее однородной и экономичной по сравнению с распылением или нанесением щетками.

Белая окраска обладает наибольшей лучеотражающей способностью. Наилучшим красителем является двуокись титана, к которой добавляется растворитель. Сохранность белой окраски резервуаров достигает 3—4 лет, алюминиевой 1,5—2 года. Окраска в белый цвет считается более экономичной. Ее применение целесообразно для резервуаров с нефтепродуктами, упругость паров которых превышает 280 мм рт. ст. Потери от «малых дыханий» (в %) при белой окраске уменьшаются по сравнению с потерями при алюминиевой и черной окраске весьма значительно:

Сравнительные данные о годовых  потерях от испарения  автомобильного бензина  из наполовину заполненных  резервуаров вместимостью 5 тыс. м3 в зависимости от окраски и местонахождения резервуара следующие:

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 следует подбирать 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 должна выполняться из легких материалов, не дающих больших дополнительных нагрузок (больше 22—23 кгс/м2), например из стеклянной ваты, пенобетона, пеностекла 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 поясах.

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 жарких климатических поясах (Средняя Азия, Туркмения, Крым, Кавказ и др.).

Существенное сокращение потерь от «малых дыханий» достигается при непрерывном орошении резервуаров. Однако экономически орошение целесообразно производить только днем. Начинать его следует в утренние часы, когда резервуар еще не нагрелся солнечными лучами, прекращать с заходом солнца. Перерыв в орошении в дневное время ведет к более глубоким «малым дыханиям», в результате чего увеличиваются потери нефтепродуктов. При применении водяного орошения необходимы укрепление фундамента и постоянный контроль над состоянием окраски.  

Таблица 18

Годовые потери бензина и  расход материалов для  сооружения наземных атмосферных и  заглубленных железобетонных резервуаров в  средней и южной  климатических зонах 

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.

Особенно  эффективно хранение нефтепродуктов в  заглубленных железобетонных резервуарах (табл. 18).

Теплопроводность стенок и крыши железобетонных резервуаров в несколько сотен раз меньше, чем металлических. Например, исследованием установлено, что через 1 м2 металлической стенки толщиной 7—6 мм при разности температур ее поверхности 1э С в течение 1 ч 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.

Основные  показатели для выбора типа резервуаров  по потерям нефтепродуктов — упругость паров  нефтепродукта, атмосферные  условия в районе расположения резервуара, оборачиваемость  резервуара. Например, для керосинов, масел и мазутов пригодны существующие вертикальные цилиндрические резервуары, рассчитанные на избыточное давление 20 мм вод. ст. Для нефтей и бензинов выбор типа емкостей более сложен. Весьма эффективно хранение легкоиспаряющихся нефтепродуктов под давлением.

Выбор типов резервуаров  в целях предохранения  от потерь легкоиспаряющихся нефтепродуктов обосновывается тщательными технико-экономическими расчетами, в которых учитываются количественные и качественные потери. Эффективные результаты получаются при хранении бензинов 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 и т. д.).

В табл. 19 показано влияние типа резервуара на величину потерь бензина (плотность 0,72) от «малых и больших дыханий» (климатическая зона — Северный Кавказ).