Резервуар вертикальный стальной ( РВС - 1000 )

Содержание

Содержание

Аннотация

Введение

1 Описания оборудования и технологических операций

1.1 Требование к оборудованию

1.2 Оборудование резервуаров

1.3 Технологические операции

2 Общие сведения о нефтебазах и нефтепродуктах

2.1 Классификация нефтебаз

2.2 Классификация нефтепродуктов

2.3 Объекты нефтебаз и их размещение

3 Техническое обслуживание резервуаров

4 Техническая документация на резервуары

5 Виды потерь нефти от испарения

6 Расчет потерь нефти от испарения при хранении в РВС

6.1 Исходные данные

6.2 Расчет потерь нефти от «малых дыханий»

6.3 Расчет потерь нефти от «больших дыханий»

6.4 Расчет потерь нефти от «обратного выдоха»

6.5 Суммарные потери нефти от испарения в резервуаре за год

7 Выбор мероприятия

Заключение

Список использованных источников

Аннотация

В данном курсовом проекте выполнен расчет потерь нефти от испарения, разобраны и досконально изучены основные методы сокращения потерь нефти от испарения. Также в данной работе рассчитана эффективность применения плавающей крыши как средства сокращения потерь. К работе прилагаются чертежи резервуара, а также основного оборудования, используемого на данном объекте.

Работа содержит 52 страницы и 10 рисунков.

Введение

На объектах транспорта, хранения нефти и нефтепродуктов, в процессе технологических операций, возникает необходимость в применении резервуарных парков, являющиеся технологическим объектом  нефтеперекачивающих станций.

Если на головных перекачивающих станциях резервуарные парки предназначаются для создания определенного резерва нефти и нефтепродуктов, то на промежуточных станциях они являются буферными емкостями и предназначаются для компенсации неравномерности подачи двух соседних перекачивающих станций.

При кратковременных плановых или аварийных остановках одной из промежуточной станций транспортируемая жидкость поступает в резервуарный парк этой станции, а следующая станция продолжает работать за счет нефти или нефтепродукта, имеющегося в ее резервуарном парке.

Транспортировка нефти на нефтеперерабатывающие заводы и полученных продуктов к потребителю связана со значительными их потерями. Потери от смешения и утечек при трубопроводном транспорте, из резервуаров, от неполного слива железнодорожных и автомобильных цистерн, обводнения, зачистки, а также вследствие аварий, разливов, разбрызгивания и испарения наносят огромный ущерб экономике страны, приводят к затратам общественного труда и снижению эффективности производства. Кроме того, потери нефти и нефтепродуктов при авариях, разливах и утечках загрязняют почву, грунтовые воды и водоёмы. Многократные перевалки нефтепродуктов и хранение нефти и нефтепродуктов в резервуарах ведут к потерям от испарения. В атмосферу уходят миллионы тонн углеводородов. Испаряются главным образом лёгкие фракции. При этом уменьшается сырьё для нефтехимического синтеза, ухудшается качество нефтепродукта.

Углеводороды загрязняют атмосферу, пагубно действуют на здоровье обслуживающего персонала и жителей, особенно детей, близлежащих жилых массивов.

На базах долговременного хранения к потере сортности приводит окисление нефтепродуктов вследствие несвоевременной его реализации.

Таким образом, потери нефти и нефтепродуктов обусловливаются как специфическими их свойствами, так и условиями перекачки  хранения, приёма, отпуска, техническим состоянием средств транспорта и хранения, а также внимательностью и добросовестностью обслуживающего персонала. Потери нефти и нефтепродуктов в окружающую среду приняли глобальный характер и без постоянного соблюдения действенных мер по борьбе с ними они будут возрастать пропорционально росту добычи нефти и потреблению нефтепродуктов.

По статистике потери нефти и нефтепродуктов при транспортировке значительно превышают потери при их хранении. Безусловно, распределение потерь зависит от характеристики продукта, вида объекта (нефтебаза, магистральный трубопровод) и характера перевалки нефти и нефтепродуктов. Поэтому одной из основных является проблема разработки и внедрения средств, сокращающих потери нефти и нефтепродуктов при их транспортировке и хранении. 

Описания оборудования и технологических операций

1.1 Требование к оборудованию

Для бесперебойной работы любого серьезного предприятия, занимающегося хранением и переработкой топлива, необходимо соответствующее оборудование. Поэтому к оборудованию, устанавливаемому на нефтебазах, предъявляются высокие требования [1]:

При эксплуатации оборудования необходимо учитывать допустимый срок службы (ресурс) основного оборудования и расчетный срок эксплуатации трубопроводов и арматуры, которые должны быть отражены в проектной документации и техническом паспорте.

Эксплуатация оборудования, механизмов, инструмента в неисправном состоянии или при неисправных устройствах безопасности (блокировочные, фиксирующие и сигнальные приспособления и приборы), а также при нагрузках и давлениях выше паспортных запрещается.

Вывод из эксплуатации оборудования, инструмента и контрольноизмерительных приборов должен проводиться по физическому износу их деталей.

Ремонт оборудования должен проводиться только после его отключения, сброса давления, остановки движущихся частей и принятия мер, предотвращающих случайное приведение их в движение. На пусковом устройстве обязательно вывешивается плакат: «Не включать — работают люди».

Пуск в эксплуатацию вновь смонтированного или модернизированного оборудования осуществляется после проверки соответствия его проекту и требованиям правил технической эксплуатации.

Пуск в эксплуатацию оборудования после капитального ремонта (без модернизации и изменения размещения) осуществляется с участием соответствующих специалистов.

При обнаружении в процессе технического освидетельствования, монтажа или эксплуатации несоответствия оборудования требованиям правил технической эксплуатации оно не должно быть допущено к эксплуатации.

Изменение в конструкцию оборудования может быть внесено только по согласованию с организацией — проектировщиком этого оборудования.

Технологические системы приема, хранения и отпуска нефтепродуктов (отдельные элементы систем) должны быть оснащены необходимыми средствами контроля, защиты и блокировки, обеспечивающими их безопасную работу.

При пуске или остановке оборудования (аппаратов, участков трубопроводов и т.п.) должны предусматриваться меры по предотвращению образования в технологической системе взрывоопасных смесей.

Применение оборудования, не соответствующего по категории исполнения климатическим условиям, не допускается.

Узлы, детали, приспособления и элементы оборудования, которые могут служить источником опасности для работников, а также поверхности оградительных и защитных устройств должны быть окрашены в защитные цвета.

На металлических частях оборудования, которые могут оказаться под напряжением, должны быть конструктивно предусмотрены видимые элементы для соединения защитного заземления или зануления. Рядом с этими элементами изображается символ «Заземление».

Движущиеся части машин и механизмов, источники излучения и др., которые могут служить причиной травмирования работников или вредного воздействия на них, ограждаются или экранируются. Ограждения и экраны должны блокироваться с пусковым устройством оборудования.

Ограждения, устанавливаемые на расстоянии более 35 см от движущихся частей механизмов, могут выполняться в виде перил. Если ограждение установлено на расстоянии менее 35 см от движущихся частей механизмов, то его делают сплошным или сетчатым в металлической оправе (каркасе).

Высота перильного ограждения определяется размерами движущихся частей механизмов. Высота ограждения должна быть не менее 1,25 м. Высота нижнего пояса ограждения должна равняться 15 см, промежутки между осями смежных стоек — не более 2,5 м. Высота сетчатого ограждения должна быть не менее 1,8 м. Механизмы высотой менее 1,8 м ограждают полностью. Размер ячеек сеток должен быть не более 30×30 мм.

Высота перильных ограждений для приводных ремней должна быть не менее 1,5 м. С внешней стороны обоих шкивов на случай разрыва ремня устанавливаются металлические лобовые щиты.

Зубчатые и цепные передачи ограждаются сплошными металлическими щитами (кожухами), имеющими съемные части и приспособления для удобной сборки и разборки.

Выступающие детали движущихся частей станков и машин (в том числе шпонки валов и вращающихся соединений) должны быть закрыты кожухами по всей окружности вращения.

Открывать дверцы ограждений или снимать ограждения следует после полной остановки оборудования или механизма. Пуск оборудования или механизма разрешается только после установки на место и надежного закрепления всех съемных частей ограждения.

Лебедки, краны и другие грузоподъемные механизмы должны иметь ограничители допускаемой грузоподъемности, а также надежные тормозные устройства и фиксаторы, не допускающие самопроизвольного движения груза и самого механизма.

На крепежных деталях и элементах соединения машин и оборудования должны быть предусмотрены приспособления (контргайки, шплинты, клинья и др.), предотвращающие во время работы самопроизвольное раскрепление и рассоединение.

Оборудование должно быть установлено на прочном фундаменте (основании), обеспечивающем его нормальную работу.

Оборудование, для обслуживания которого требуется подъем рабочего на высоту до 0,75 м, оборудуется ступенями, а на высоту выше 0,75 м — лестницами с перилами.

Маршевые лестницы должны иметь уклон не более 60° (у резервуаров — не более 50°), ширина лестниц должна быть не менее 65 см, у лестниц для переноса тяжестей — не менее 1 м. Расстояние между ступенями по высоте должно быть не более 25 см. Ступени должны иметь уклон внутрь 2–5°.

С обеих сторон ступени лестниц должны иметь боковые планки или бортовую обшивку высотой 15 см, исключающие возможность проскальзывания ног человека. Лестницы должны быть с двух сторон оборудованы перилами высотой 1 м.

Рабочие площадки на высоте должны иметь настил, выполненный из металлических листов с поверхностью, исключающей возможность скольжения, или досок толщиной не менее 40 мм, перила высотой 1,25 м с продольными планками, расположенными на расстоянии не более 40 см друг от друга, и борт высотой не менее 15 см, плотно прилегающий к настилу.

Температура наружных поверхностей оборудования и кожухов теплоизоляционных покрытий не должна превышать температуры самовоспламенения наименее взрывоопасного продукта, а в местах, доступных для работников, не должна быть более 45°С внутри помещений и 60°С — на наружных установках.    

    

1.2 Оборудование резервуаров

Нормальная эксплуатация резервуаров обеспечивается специальной арматурой и гарнитурой.

Каждый резервуар снабжается лестницей, необходимой для осмотра оборудования, отбора проб и контроля уровня нефтепродукта. Лестницы строят прислонными, спиральными (по стенке резервуара) и шахтными. Лестницы должны иметь перила высотой не менее 1 м; ширина лестниц не менее 0,7м, шаг ступеней не более 0,25 м; наклон к горизонту марша не более 60°.

У места присоединения лестницы к крыше резервуара сооружается замерная площадка, обнесенная перилами высотой 1м в обе стороны от лестницы не менее чем на 1,5м. На этой площадке устанавливают замерный люк, замерные приспособления и дыхательную арматуру. [1]

Приемораздаточные патрубки предназначаются для присоединения к ним приемных или раздаточных трубопроводов снаружи резервуаров и хлопушки или шарнира подъемной трубы изнутри. Они устанавливаются на нижнем поясе в количестве от одного до четырех (при большом расходе закачки и выкачки продукта — 3000м3/ч и более). Диаметры приемораздаточных патрубков принимаются от 150 до 700мм.

Замерный люк служит для замера в резервуаре уровней нефтепродукта и подтоварной воды, а также для отбора проб при помощи пробоотборника. Крышка замерного люка закрывается герметично с помощью прокладки и нажимного откидного болта. Для обозначения постоянного места замера внутри люка расположена направляющая колодка, по которой спускают в резервуар замерную ленту с лотом. Колодка обычно изготовляется из меди или алюминия, чтобы предотвратить искрообразование.

Люк-лаз устанавливается на нижнем поясе резервуара и предназначается для входа обслуживающего персонала внутрь резервуара при его очистке и ремонте, а также для освещения и проветривания резервуара при проведении этих работ.

Световой люк вертикальных резервуаров устанавливается на крыше резервуара над приемораздаточными патрубками. При открытой крышке через него проникает внутрь резервуара свет и производится проветривание резервуара перед зачисткой. К световому люку прикрепляется запасной трос управления хлопушкой на случай обрыва рабочего троса.

Хлопушка (рисунок 2) предохраняет нефтепродукт от утечки из резервуаров при повреждениях приемораздаточных трубопроводов и их задвижек. При наполнении резервуара струя нефтепродукта силой давления приподнимает крышку хлопушки. При остановке перекачки крышка хлопушки под действием силы тяжести опускается на свое  место, закрывая трубу. Герметичность хлопушки достигается за счет гидростатического давления жидкости на крышку. При выдаче нефтепродукта из резервуара крышка хлопушки открывается принудительно при помощи вращающегося барабана с наматывающимся на него тросом. При дистанционном управлении перекачкой нефтепродуктов на резервуарах устанавливают электроприводные механизмы для открывания хлопушки.               Хлопушки большого диаметра при заполненном резервуаре открываются с трудом, так как приходится преодолевать вес столба нефтепродукта, давящего на крышку хлопушки. Чтобы облегчить открывание хлопушки, устанавливают перепускные трубы для выравнивания давления до и после хлопушки.

Дыхательный клапан служит для сообщения пространства внутри резервуара с атмосферой. Дыхательный клапан (рисунок 3) представляет собой литую коробку (чугунную или алюминиевую), в которой размещены два клапана. Клапан 2 открывается при повышении давления в газовом пространстве и обеспечивает возможность выхода газов в атмосферу, клапан 1 открывается при разрежении и дает возможность воздуху войти в резервуар.

В настоящее время на вертикальных стальных и железобетонных резервуарах устанавливают новые дыхательные клапаны типа НДКМ, рассчитанные на повышенную пропускную способность и исключающие возможность примерзания тарелок к седлам в осенне-зимний период эксплуатации.

Клапан типа НДКМ (рисунок 4) состоит из соединительного патрубка 1 с седлом 2, тарелки 3 с мембраной 4, зажатой между фланцами нижнего корпуса 5 и верхнего корпуса 6, верхней мембраны 8 с дисками 9 и регулировочными грузами 10. Мембрана 8 закреплена в крышке 11, в которой имеются отверстия для сообщения камер под крышкой с атмосферой при помощи трубки 12. Диски 9 и тарелка 3 соединены цепочками 14. Межмембранная камера сообщается через импульсную трубку 15 с газовым пространством резервуара. В нижнем корпусе размещен кольцевой огневой предохранитель 16. Для удобства обслуживания клапан имеет боковой люк 7. Амортизирующая пружина 13 предназначена для устранения колебаний затвора. Мембрану изготовляют из бензостойкой прорезиненной ткани. Непримерзаемость тарелки к седлу обеспечивается покрытием соприкасающихся поверхностей фторопластовой пленкой.

Клапан рассчитан на давление 2000 Па и вакуум 400 Па (в железобетонных резервуарах допускается вакуум 1000 Па).

Работа клапана происходит следующим образом. Если в резервуаре образуется вакуум, то и в межмембранной камере будет вакуум. Когда разность усилий, действующих с двух сторон на мембрану, превысит вес тарелки, она поднимается и в газовое пространство резервуара поступает атмосферный воздух. Если в резервуаре создается избыточное давление, превышающее расчетное, то оно передается в межмембранную камеру, преодолевает суммарный вес тарелки 5, дисков 9 и грузов 10, при помощи цепочки 14 приподнимает тарелку. Паровоздушная смесь выходит в атмосферу.

Гидравлические предохранительное клапаны предназначены для ограничения избыточного давления или вакуума в газовом пространстве резервуара в случае отказа в работе дыхательного клапана, а также если сечение дыхательного клапана окажется недостаточным для быстрого пропуска газа или воздуха. 

В комплексе с дыхательными клапанами НДКМ устанавливают предохранительные гидравлические клапаны типа КПГ, работа которых основана на принципе выброса жидкости гидравлического затвора (рисунок 5). Клапан состоит из корпуса 8 с соединительными фланцами, чашки 7 для размещения жидкости гидравлического затвора, экрана 5, предотвращающего выброс жидкости при работе клапана, верхнего корпуса 6 о патрубком для создания столба жидкости гидравлического затвора, огневого предохранителя 4, крышки 3 для защиты от атмосферных осадков и трубки 2 для слива и налива жидкости. Клапан имеет шарнирный разъем, что позволяет легко осматривать его внутреннюю часть. Горизонтальное положение клапана выверяют по зеркалу жидкости в чашке с помощью шпилек 1. Работа клапана осуществляется следующим образом. При повышении давления в резервуаре и в полости а жидкость из чашки вытесняется в патрубок и при достижении предельно допустимого значения давления жидкость выбрасывается на экран, отражаясь от которого, скапливается в кольцевой полости б. При вакууме в резервуаре жидкость вытесняется из патрубка в чашку и при срабатывании выбрасывается на стенки корпуса, по которым стекает в кольцевую полость в. Площадь кольцевого зазора а между патрубком и перегородкой не превышает двух площадей патрубка, что облегчает выброс жидкости из этого зазора на крышку чашки и затем на стенки корпуса клапана. Выброшенная жидкость сливается через сливные штуцеры и используется для повторной заливки.

Огневые предохранители устанавливают между резервуаром и дыхательным или предохранительным клапаном. Они предотвращают проникновение пламени или искры в газовое пространство резервуара. Огневой предохранитель состоит из литого корпуса с фланцами, внутри которого помещается кассета из нержавеющего металла (фольги), образующая каналы малого диаметра.

Принцип действия огневого предохранителя заключается в том, что пламя, попадая в систему каналов малого сечения, дробится на отдельные мелкие потоки. Поверхность соприкосновения пламени с предохранителем увеличивается, возрастает теплоотдача стенкам каналов, и пламя гаснет.

Для спуска из резервуара подтоварной воды применяется сифонный кран, представляющий собой трубу (рисунок 6), пропущенную через сальник внутрь резервуара. При помощи специальной рукоятки сифонный кран можно устанавливать в рабочее положение - изогнутый конец трубы находится у днища резервуара и давлением столба нефтепродукта вода, выпавшая из него и скопившаяся на дне, будет вытесняться из резервуара. Для приведения в нерабочее положение трубу поворачивают горизонтально или вертикально вверх. Вода из трубы удаляется выпуском части нефтепродукта. От повреждений и атмосферных осадков сифонный кран защищен специальным кожухом.

Для замера уровня и отбора проб нефтепродуктов резервуары в настоящее время оснащают поплавковыми дистанционными уровнемерами УДУ5 и сниженными пробоотборниками ПСР. Поплавок уровнемера УДУ5 перемещается вверх и вниз вместе с уровнем продукта в резервуаре. Лента, к концу которой прикреплен поплавок, выведена наружу, на стенку резервуара; второй ее конец намотан на барабан, размещенный в камере, закрепленной на стенке резервуара на высоте около 1,5м от основания резервуара. Оператор через окошко камеры может считывать по ленте показания уровня продукта в резервуаре. Эти показания с помощью устройств телеизмерения можно передавать на расстояние.

Сниженный пробоотборник позволяет отбирать среднюю по высоте пробу продукта, находящегося в резервуаре.

При хранении нефтепродуктов III и IV классов на отпускных трубопроводах внутри резервуара устанавливают подъемные трубы, позволяющие забирать нефтепродукт из верхних слоев резервуара, где он имеет наибольшую температуру и наиболее чист, так как грязь и вода, оседая под действием силы тяжести, собираются в нижних слоях (рисунок 7). Подъемные трубы поворачиваются на шарнирах. Если поднять лебедкой конец трубы выше уровня нефтепродукта, предотвращаются утечки из резервуара при повреждении отпускных трубопроводов или их задвижек, т. е. подъемная труба выполняет роль хлопушки.

Горящий в резервуаре нефтепродукт можно погасить с помощью пены, которая изолирует поверхность нефтепродукта от кислорода воздуха. Пена вводится в резервуар через пенокамеры, монтируемые в верхнем поясе резервуара (рисунок 8). Подаваемая под давлением по трубам 1 из пенореактивных установок пена разрывает мембрану 2 из промасленного картона или листового свинца, установленную в камере 3 для предупреждения утечки бензиновых паров, поступает на поверхность нефтепродукта и прекращает горение. Число пенокамер, устанавливаемых на резервуаре, зависит от его диаметра; на каждые      8 — 10 м длины окружности резервуара ставится по одной пенокамере.

В верхней точке кровли резервуаров, предназначенных для хранения темных нефтепродуктов и масел, устанавливается вентиляционный патрубок (см. рисунок 9) для сообщения газового пространства резервуара с атмосферой. Поперечное сечение патрубка затянуто сеткой с размером ячейки 0,5 — 0,7 мм. Сверху патрубок закрыт съемным колпаком. Диаметр вентиляционного патрубка 150—250 мм. [4]

Технологические операции

Прием и отгрузка нефтепродуктов.

Нефть и нефтепродукты транспортируют по магистральным нефтепроводам и нефтепродуктопроводам, железнодорожным, автомобильным, воздушным, морским и речным транспортом в соответствии с действующими на каждом виде транспорта правилами, утвержденными в установленном порядке. Нефтебазы должны иметь обязательства по поставке нефтепродуктов потребителям в заданном ассортименте, объемах и сроках поставки.

Хранение нефти и нефтепрдуктов.

Нефтепродукты хранят на нефтебазах в резервуарах, бочках, бидонах и другой таре.

Резервуары должны эксплуатироваться в соответствии с "Правилами технической эксплуатации металлических резервуаров и инструкцией по их ремонту" и настоящими Правилами. Особое внимание должно быть уделено герметизации резервуаров и их оборудованию.

Каждый действующий резервуар должен соответствовать типовому проекту; иметь технический паспорт; быть постоянно оснащенным полным комплектом оборудования, предусмотренным проектом и отвечающим соответствующему стандарту; иметь дыхательную арматуру, соответствующую избыточному давлению, предусмотренному проектом, а также производительности наполнения и опорожнения резервуара; иметь порядковый номер, четко написанный на корпусе согласно технологической карте и технологической схеме резервуарного парка; номер заглубленного резервуара должен быть указан на специально установленной табличке.

Нефть и нефтепродукты каждого сорта или марки должны храниться в отдельных, предназначенных для них исправных резервуарах, исключающих попадание в них атмосферных осадков и пыли. [2]

Подогрев нефти и нефтепродукта.

Нефть и нефтепродукты подогреваю с помощью нагревателей, которые обеспечивают подогрев вязких нефтепродуктов или поддержание оптимальной температуры для выполнения необходимой производительности перекачки, экономное расходование пара и электроэнергии.

Очистка и обезвоживание нефтепродукта на нефтебазах.

Компаундирование нефтепродуктов.

Компаундирование - смешивание   двух или  нескольких  компонентов с целью  получения нефтепродукта  заданного качества.

Порядок  компаундирования  (технология): компаундирование, введение присадок, добавок и компонентов в товарные бензины  с целью повышения  октанового числа компаундирование,  введение присадок, добавок и компонентов в некондиционные  нефтепродукты с целью  получения бензина заданного качества.

Общие сведения о нефтебазах и нефтепродуктах

2.1 Классификация нефтебаз

Нефтебазы подразделяются:

по общей вместимости и максимальному объему одного резервуара;

по функциональному назначению (перевалочные, перевалочнораспределительные и распределительные);

по транспортным связям поступления и отгрузки нефтепродуктов (железнодорожные, водные (морские, речные), трубопроводные, автомобильные, а также смешанные водножелезнодорожные, трубопроводно-железнодорожные и т.п.);

по номенклатуре хранимых нефтепродуктов (нефтебазы для легковоспламеняющихся и горючих нефтепродуктов, а также нефтебазы общего хранения);

по годовому грузообороту  (1 класс с грузооборотом от 500 и более тыс. т/год; 2 класс с грузооборотом св. 100 до 500 вкл. тыс. т/год; 3 класс с грузооборотом св. 50 до 100 вкл. тыс. т/год; 4 класс с грузооборотом св. 20 до 50 вкл. тыс. т/год; 5 класс с грузооборотом от 20 и менее тыс. т/год). [3]

Классификация нефтепродуктов

Химическая классификация – за ее основу принято преимущественно содержание в нефти одного или нескольких классов углеводов. Различают 6 типов нефти: парафиновые, парафиноциклановые, циклановые, парафинонафтеноароматические, нафтено-ароматические и ароматические. В парафиновой нефти все фракции содержат значительное количество алканов: бензиновые – не менее 50 %, а масляные – 20 % и более. Количество асфальтенов и смол исключительно мало.

В парафиноциклановой нефти и их фракциях преобладают алканы и циклоалканы, содержание аренов и САВ мало. К ним относят большинство нефтей УралоПоволжья и Западной Сибири. Для циклановой нефти характерно высокое (до 60 % и более) содержание циклоалканов во всех фракциях. Они содержат количество твердых парафинов, смол и асфальтенов. К циклановым относят нефти, добываемые в Баку (балаханская и сураханская) и на Эмбе (доссорская и макатская) и др.

В парафинонафтеноароматических нефтях содержатся примерно в равных количествах углеводы всех трех классов, твердых парафинов не более 1,5 %. Количество смол и асфальтенов достигает 10 %. Нафтеноароматические нефти характеризуются преобладающим содержанием цикланов и аренов, особенно в тяжелых фракциях. Ароматические нефти характеризуются преобладанием аренов во всех фракциях и высокой плотностью. К ним относят прорвинскую в Казахстане и бугурусланскую в Татарстане.  

Технологическая классификация:

3 класса (I–III) по содержанию серы в нефти (малосернистые, сернистые и высокосернистые), а также в бензине (начало кипения – 180 °С), в реактивном топливе (120240 °С) и дизельном топливе (240350 °С);

3 типа по потенциальному содержанию фракций, перегоняющихся до 350 °С (T1T3);

4 группы по потенциальному содержанию базовых масел (М1М4);

4 подгруппы по качеству базовых масел, оцениваемому индексом вязкости (И1И4);

3 вида по содержанию парафинов (П1–П3).

Техническая классификация (по ГОСТ России Р 51858–2002):

По содержанию общей серы на четыре класса (1–4);

По плотности при 20 °С на пять типов (0–4);

По содержанию воды и хлористых солей на 3 группы (1–3);

По содержанию сероводорода и легких меркаптанов на 3 вида (1–3).

Классификация процессов переработки нефти:

Физические (массообменные) процессы достигаются разделением нефти на составляющие компоненты (топливные и масляные фракции) без химических превращений и удаление (извлечение) из фракций нефти, нефтяных остатков, масляных фракций, газоконденсата и газов нежелательных компонентов (полициклических аренов, асфальтенов, тугоплавких парафинов), неуглеводных соединений. Физические процессы по типу массообмена можно подразделить на типы:

Гравитационные (электрообессоливающая утановка), ректификационные (атмосферная трубчатка (перегонка);

Атмосферновакуумная трубчатка, газофракционирующая установка и др.);

Экстракционные (деасфальтизация, селективная очистка, депарафинизация кристаллизацией);

Адсорбционные (депарафинизация цеолитная, контактная очистка);

Абсорбционные (абсорбционногазофракционирующая установка, очистка от H2S, CO2).

В химических процессах переработка нефтяного сырья осуществляется путем химических превращений с получением новых продуктов, не содержащихся в исходном сырье. Химические процессы, применяемые на современных нефтеперерабатывающих заводах, по способу активации химические реакции подразделяют на:

Термические (термолитические) – термодеструктивные и термоокислительные;

Каталитические – гетеролитические, гомолитические и гидрокаталитические.

Классификация товарных нефтепродуктов:

Моторное топливо. В зависимости от принципа работы двигателей подразделяют на: бензины (авиационные и автомобильные), реактивное топливо и дизельное топливо.

Энергетические топлива. Подразделяют на: газотурбинные, котельные и судовые.

Нефтяные масла. Подразделяют на смазочные и несмазочные. Смазочные масла подразделяют на моторные для поршневых и реактивных двигателей; и трансмиссионные и осевые, предназначенные для смазки автомобильных и тракторных гипоидных трансмиссий (зубчатых передач различных типов) и шеек осей железнодорожных вагонов и тепловозов.

Индустриальные масла. Они предназначены для смазки станков, машин и механизмов различного промышленного оборудования, работающих в разнообразных условиях и с различной скоростью и нагрузкой. По значению вязкости их подразделяют на легкие (швейное, сепараторное, вазелиновое, приборное, веретенное, велосит и др.), средние (для средних режимов скоростей и нагрузок) и тяжелые (для смазки кранов, буровых установок, оборудования мартеновских печей, прокатных станов и др.).

Энергетические масла (турбинные, компрессорные и цилиндровые) – для смазки энергетических установок и машин, работающих в условиях нагрузки, повышенной температуры и воздействия воды, пара и воздуха.

Несмазочные (специальные) масла. Предназначены не для смазки, а для применения в качестве рабочих жидкостей в тормозных системах, в пароструйных насосах и гидравлических устройствах, в трансформаторах, конденсаторах, маслонаполненных электрокабелях в качестве электроизолирующей среды (трансформаторное, конденсаторное, гидравлическое, вакуумное), а так же такие как вазелиновое, медицинское, парфюмерное, смазочно-охлаждающие жидкости и др.

Нефтехимическое сырье. К этой группе можно отнести: арены (бензол, толуол, ксилолы, нафталин и др.), сырье для пиролиза (нефтезаводские и попутные нефтяные газы, прямогонные бензиновые фракции, алкен содержащие газы и др.) [7].

Объекты нефтебаз и их размещение

Размещение объектов на территории нефтебазы должно обеспечить удобство их взаимодействия, минимальную длину технологических трубопроводов, водопроводных и тепловых сетей при соблюдении всех противопожарных требований. В общем случае территория нефтебазы разделена на семь зон:

железнодорожных операций;

водных операций;

хранения нефтепродуктов;

оперативная зона;

очистных сооружений;

вспомогательных сооружений;

административно-хозяйственная зона.

В зоне железнодорожных операций размещаются сооружения для приема и отпуска нефтепродуктов по железной дороге. Основные объекты этой зоны: сливоналивные эстакады для приема и отпуска нефтепродуктов; насосные станции для перекачки нефтепродуктов из вагонов-цистерн в резервуары и обратно; лаборатории для проведения анализов нефтепродуктов. Из возможных схем налива нефтепродуктов в железнодорожные цистерны наиболее предпочтительным является герметичный налив, при котором используется герметизирующая крышка и линия отвода и улавливания паровоздушной смеси.

Слив железнодорожных цистерн производится принудительно или сифоном через их горловину (верхний слив), а также принудительно или самотечно через сливной прибор, расположенный снизу цистерны (нижний слив).

В зоне водных операций сосредоточены сооружения для приема и отпуска нефтепродуктов танкерами и баржами. К ним относятся: нефтегавани; причалы и пирсы для швартовки нефтеналивных судов; стационарные и плавучие насосные. Для предотвращения растекания по воде нефтепродуктов, попавших на поверхность воды, акватория нефтегавани отделяется от остального водного пространства плавучими боновыми ограждениями. Для швартовки нефтеналивных судов служат причалы, расположенные параллельно берегу, и пирсы, расположенные под некоторым углом к берегу.

Соединение трубопроводов нефтебаз с нефтеналивными судами осуществляется либо с помощью гибких прорезиненных рукавов (шлангов), либо с помощью шарнирно-сочлененных трубопроводов (стендеров). Диаметр стендеров достигает 500 мм, а рабочее давление в них - 1,6 МПа. Стендеры более надежны, чем шланги, и обеспечивают более высокую производительность операций слива-налива.

В зоне хранения нефтепродуктов размещаются: резервуарные парки для светлых и темных нефтепродуктов: резервуары малой вместимости для отпуска небольших партий нефтепродуктов (мерники); обвалование - ограждения вокруг резервуарных парков, препятствующие розливу нефтепродуктов при повреждении резервуаров.

В зоне очистных сооружений сосредоточены объекты, предназначенные для очистки нефтесодержащих вод от нефтепродуктов: нефтеловушки; флотаторы; прудыотстойники; иловые площадки; шламонакопители; береговые станции по очистке балластных вод; насосные. [8]

Техническое обслуживание резервуаров

Техническое обследование резервуаров выполняется Отделом технического надзора согласно «Графика технического обследования резервуаров», утвержденного главным инженером ТПП «Когалымнефтегаз». Частичное техническое обследование выполняется не реже одного раза в пять лет, полное техническое обследование - один раз в десять лет.

Основное оборудование и арматура резервуара должны подвергаться профилактическим осмотрам согласно «Календарного графика» утвержденного главным инженером НГДУ. Результаты осмотра и обслуживания должны быть записаны в журнал осмотра основного оборудования и арматуры резервуаров.

За осадкой основания каждого резервуара должно быть установлено систематическое наблюдение согласно «Планграфика выполнения нивелирования резервуаров» утвержденного главным инженером НГДУ.

В первые четыре года эксплуатации резервуаров необходимо ежегодно проводить нивелирование в абсолютных отметках окрайки днища или верха нижнего пояса не менее чем в восьми точках, но не реже чем через 6 м. В последующие годы после стабилизации осадки следует систематически (не реже одного раза в пять лет) проводить контрольное нивелирование.

Для измерения осадки основания резервуара на территории предприятия должен быть установлен глубинный репер, закладываемый ниже глубины промерзания.

При осмотре сварных резервуаров особое внимание следует уделять сварным вертикальным швам нижних поясов корпуса, швам приварки нижнего пояса к днищу (швам уторного уголка), швам окрайков днища и принимающим участкам основного металла. Результаты осмотров швов должны быть зарегистрированы в журнале осмотра основного оборудования и арматуры резервуаров.

При появлении трещин в швах или основном металле уторного уголка днища действующий резервуар должен быть немедленно освобожден, опорожнен и зачищен. При появлении трещин в швах или в основном металле стенки действующий резервуар должен быть освобожден полностью или частично в зависимости от способа его ремонта.

Каждый резервуар должен периодически подвергаться текущему, среднему и капитальному ремонтам:

• текущий не реже одного раза в шесть месяцев;

• средний не реже одного раза в два года;

• капитальный ремонт должен проводиться по мере необходимости на основании результатов проверок технического состояния, а также осмотров во время зачисток резервуара от загрязнений. [4]

Техническая документация на резервуары

Комплект технической документации должен включать:

• документацию на изготовление и монтаж резервуара;

• эксплуатационную документацию;

• ремонтную документацию.

На каждый резервуар, находящийся в эксплуатации, должны быть;

• технический паспорт резервуара в соответствии со СНиП III1875;

• градуировочная таблица резервуара;

• технологическая карта резервуара;

• журнал текущего обслуживания;

• журнал эксплуатации молниезащиты, защиты от проявлений статического электричества;

• схема нивелирования основания;

• схема молниезащиты и защиты резервуара от проявлений статического электричества;

• распоряжения, акты на замену оборудования резервуаров;

• технологические карты на замену оборудования резервуаров;

• акты.

Если за давностью строительства техническая документация на резервуар отсутствует, то паспорт должен быть составлен предприятием, эксплуатирующим резервуар, и подписан главным инженером предприятия.

Паспорт должен быть составлен на основании детальной технической инвентаризации всех частей и конструкций резервуара.

Указания по текущему обслуживанию резервуаров:

- в процессе текущего обслуживания резервуара и его оборудования необходимо проверять герметичность разъемных соединений (фланцевых, резьбовых, сальниковых), а также мест примыкания арматуры к корпусу резервуара. При обнаружении течи следует подтянуть болтовые соединения, исправить сальниковые уплотнения и заменить прокладки;

- при осмотре каждого вида резервуарного оборудования необходимо:

- следить за исправным состоянием замерного люка, его шарнира и прокладочных колец, исправностью резьбы барашка, направляющей планки, плотностью прилегания крыши;

  обеспечить в дыхательном (механическом) клапане, рассчитанном на давление до 2 кПа, плавное движение тарелок клапанов и плотную посадку их в гнезда; не допускать примерзания тарелок клапанов к гнездам; в зимнее время поддерживать в чистоте сетки клапанов и освобождать их от инея и льда; в клапане НДКМ не допускать разрыва внутренней поверхности, негерметичности фланцев, смотрового люка клапанов, обрыва цепочки, зарастания импульсной трубки инеем, льдом, засорение пылью, разрыва мембраны, неисправности пружины амортизатора;

  следить за исправностью дыхательного клапана, рассчитанного на давление 0,07 МПа, в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.

В процессе эксплуатации дыхательные клапаны должны периодически осматриваться и регулироваться в соответствии с инструкцией заводаизготовителя, при этом следует проверять целостность фторопластового покрытия; мембран, тарелок, а в зимнее время очищать внутренние поверхности от льда и инея;

  в предохранительном (гидравлическом) клапане проверять качество и проектный уровень масла, поддерживать горизонтальность колпака, содержать в .чистоте сетчатую перегородку. В клапанах КПГ в зимнее время очищать внутреннюю поверхность колпака от инея и льда с промывкой в теплом масле. В мембранных клапанах следить за состоянием мембраны, чистотой соединений, каналов, уровней рабочей жидкости в блок-манометре;

- следить за горизонтальностью положения дискаотражателя,прочностью его подвески;

- в огневом предохранителе обеспечивать герметичное прилегание кассеты к прокладке в корпусе, чистоту пакетов с гофрированными пластинами, засорение их пылью, инеем;

- следить за плотностью и непроницаемостью крышки огневого предохранителя и фланцевых соединений; обнаруженные при осмотре предохранителя поврежденные пластины немедленно заменить новыми;

- в пеносливной камере проверять наличие и исправность диафрагмы и гаек с прокладками на концах пенопроводов; следить за плотностью соединения пенокамеры с резервуаром, за прочностью прикрепления пенопроводов к корпусу резервуара; в пеногенераторах ГПС2000, ГПС-600, ГПС200 необходимо следить за правильностью положения герметизирующей крышки (прижатие должно быть равномерным и плотным), деталей, за целостностью сетки кассет, следить, нет ли внешних повреждений, коррозии на проволоке сетки (в случае обнаружения признаков коррозии кассета подлежит замене);

- проводить контрольную проверку правильности показаний приборов измерения уровня и других средств измерения в соответствии с инструкцией завода-изготовителя;

- в пробоотборнике стационарного типа проверять исправность ручного насоса и клапанов воздушной и гидравлической систем; следить, нет ли на наружной части узла слива пробы следов коррозии, грязи и т.п.; следить за плотным закрытием крышки пробоотборника;

- в приемораздаточных патрубках проверять правильность действия хлопушки или подъемной (шарнирной) грубы (подъем должен быть легким и плавным); следить за исправным состоянием  троса и креплением его к лебедке; следить за герметичностью сварных швов приварки укрепляющего кольца и фланца, патрубков, а также плотностью фланцевых соединений;

- проверять исправность работы хлопушки с управлением в приемораздаточном патрубке путем ее открытия и закрытия; управление хлопушкой должно осуществляться легко без заеданий;

- на резервуарных задвижках в зимнее время проверять состояние надежного утепления и в необходимых случаях во избежание их заморожения спускать из корпуса задвижки скопившуюся воду; выявлять наличие свищей и трещин на корпусе задвижек, течей через фланцевые соединения; обеспечивать плотное закрытие плашек (клинкета), свободное движение маховика по шпинделю, своевременную набивку сальников;

  в сифонном кране проверять, нет ли течи в сальниках крана (поворот крана должен быть плавным, без заеданий); следить, чтобы в нерабочем состоянии приемный отвод находился в горизонтальном положении, а спускной кран был закрыт кожухом на запоре;

- следить за состоянием окрайков днища и уторного сварного шва (нет ли трещин, свищей, прокорродированнах участков); отклонения наружного контура окраек по высоте не должны превышать допускаемых величин;

- следить за состоянием сварных швов, заклепочных соединений резервуара (нет ли отпотеваний, течи, трещин в швах, в основном металле вблизи заклепок и сварных швов);

- следить за состоянием люка-лаза (фланцевого соединения, прокладки, сварных соединений);

- следить за состоянием отмостки (нет ли просадки, растительного покрова, глубоких трещин); должен быть отвод ливневых вод по лотку, по канализационной сети резервуарного парка; следить за наружным и внутренним состоянием трассы, дождеприемных и специальных колодцев (нет ли повреждений кладки стен в местах входа и выхода труб, хлопушки, в тросе хлопушки, не переполнены ли трубы, не завалены ли грунтов или снегом); следить за состоянием крышек колодцев. [4]

Виды потерь нефти от испарения

Потери нефти и нефтепродуктов наносят большой вред всему народному хозяйству, поэтому борьба с потерями — чрезвычайно важная и актуальная задача. Для борьбы с потерями необходимо знать причины, вызывающие потери нефти и нефтепродуктов.

Потери происходят от утечек, испарения, смешения различных сортов нефтепродуктов и нефтей.

По данным исследований в системе транспорта и хранения примерно 75% потерь нефти и нефтепродуктов происходит от испарения.

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

Выбор мероприятия

Защитные эмульсии

Способ сокращения потерь от испарения путем применения защитных эмульсий заключается в том, что на поверхность нефтепродукта помещается текучая концентрированная эмульсия с меньшей плотностью, чем у защищаемого нефтепродукта. Достоинством данного способа сокращения потерь от испарения является то, что эмульсия хорошо распространяется по всей поверхности нефтепродукта, изолируя ее от ГП, независимо от степени отклонения стенки резервуара от цилиндрической формы. Защитные эмульсии могут быть применены как во вновь строящихся, так и в уже эксплуатирующихся резервуарах с любой конструкцией кровли без ее модернизации.

В настоящее время известны защитные эмульсии различного состава. Например, НИИТранснефть (ныне ИПТЭР) провел испытания эмульсии следующего состава (% масс.): топливо ТС1 —56; вода—21,6; этиленгликоль— 1,2; желатин сухой—0,3. Эмульсия представляла собой белую однородную вязкую массу плотностью 810 кг/м3.

Эмульсия испытывалась в резервуаре емкостью 600 м3 на нефти плотностью 857 кг/м3. Толщина эмульсии на поверхности нефти в начале испытания достигла 20 см. Испытания защитной эмульсии показали, что она сокращает потери нефти от испарения в среднем на 80 %. Однако ее стабильность (срок службы) составила только 3 месяца, после чего эмульсия разрушилась и осела на дно резервуара. Из-за непродолжительности срока службы эмульсии срок ее окупаемости более чем в 10 раз превысил срок службы. В результате испытанная эмульсия промышленного применения не нашла. [14]

Газовая обвязка и газоуравнительная система (ГУС)

Один из эффективных способов уменьшения потерь нефти от испарения – улавливание паров нефтепродуктов, вытесняемых из емкости. Для этого применяют газоуравнительные обвязки (рисунок 10), 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.

Простейшая система состоит из двух резервуаров, в один из которых горючее заливается, а из другого одновременно выдается потребителю. При реальных условиях эксплуатации совместить эти операции затруднительно, поэтому обычно в газоуравнительную систему включаются дополнительно газосборники, куда паровоздушная смесь вытесняется при заполнении резервуара и откуда она вновь поступает в газовое пространство резервуара при его опорожнении.

При хранении легкокипящих продуктов ГОСТ 151076 «Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортирование и хранение» предусматривает обязательное создание газоуравнительных систем в тех резервуарных парках, где резервуары не оборудованы плавающими крышами или понтонами. [14]

Применение газгольдеров, включаемых в газоуравнительную обвязку резервуаров, позволяет значительно снизить потери и при малых коэффициентах совпадения операций.

Не допускается включать в газовую обвязку резервуары, хранящие этилированные и неэтилированные бензины, а так же нефтепродукты, вызывающие изменение физико-химических свойств друг друга. 

Заключение

В результате проделанной работы были повторно изучены основные сведения о резервуарах, используемых на нефтебазах и перекачивающих станциях. Также ознакомился с основным технологическим оборудованием, применяемым на резервуарах.

После ознакомления с теоретической частью работы был произведен расчет потерь нефти от испарения при ее хранении в РВС1000, включающий в себя расчет потерь от малых и больших дыханий, а также расчет потерь от обратного выдоха. Полученные в результате расчета данные были проанализированы, что позволило убедиться в необходимости принятия мер по сокращению потерь нефти от испарения.

К работе прилагаются чертежи резервуара РВС1000, а также основного оборудования, применяемого на данном объекте.