Стальные резервуары для нефти и нефтепродуктов

Нефть состоит на 82-87% из углерода, на 12-18% из водорода, 13% - из кислорода, 1,7% - из азота и др. Основную массу нефти составляет углерод. Содержимое сернистых соединений колеблется в пределах от 0,1 до 5,5%.

Нефть и нефтепродукты имеют специфические свойства, которые существенно влияют на организацию процесса их хранения. Основными физическими свойствами нефти и нефтепродуктов, которые нужно учитывать при наливе, сливе, хранении и выполнении других операций на нефтебазах, - это пожаро-, взрывобезопастность, токсичность, вязкость, способность к электризации, плотность, испаряемость. Высокая испаряемость большинства сортов сырой нефти и светлых нефтепродуктов приводит к значительным потерям при их хранении в стальных резервуарах, причем эти потери бывают как количественные, так и качественные, поскольку испаряются главным образом наиболее легкие и ценные фракции горючего. При хранении в резервуарах на нефтепродукты оказывают влияние атмосферные условия. Так, вследствие суточных изменений температуры и атмосферного давления происходят потери от малых "дыханий", т.е. паровоздушная смесь при повышении давления в газовом пространстве через дыхательный клапан выдавливается в атмосферу.

Потери от малых "дыханий" в резервуарах зависят от объема газового пространства и расчетного избыточного давления. Чем меньший объем газового пространства и большее расчетное избыточное давление, тем будут меньшие потери от малых "дыханий".

Кроме малых "дыханий" существуют большие "дыхания" резервуаров, которые дают значительный процент потерь. Потери от больших "дыханий" происходят вследствие вытеснения паровоздушной смеси при заполнении и опорожнении резервуара. Потери от больших "дыханий" при заполнении резервуара бензином в летнее время приблизительно составляют 0,55 кг/м³, а в зимнее время - 0,35 кг/м³. Потери от больших "дыханий" при сливе 0,1 кг/м³.

Основными путями уменьшения потерь нефтепродуктов при их хранении в стальных резервуарах следует считать:

хранение летучих нефтепродуктов в резервуарах с плавающей крышей или понтоном;

обеспечение отвода из резервуаров паровоздушной смеси, которая вытесняется, по трубопроводу в специальный газосборник - резервуар с "дыхательной" крышей или газгольдер, т.е. сооружение системы для улавливания паров нефти или нефтепродуктов;

хранение нефтепродуктов в подземных резервуарах и резервуарах специальной конструкции (каплевидных, со сферическим покрытием, шаровых);

хранение нефтепродуктов в резервуарах большой емкости, для которых удельные потери будут меньшими. Так, при увеличении объемов резервуаров потери нефтепродуктов уменьшаются:

установление дисков-отражателей под дыхательным клапаном внутри резервуара, с помощью которых изменяется направление воздуха, из вертикального на горизонтальное.

Стальные эксплуатационные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов разнообразны по конструкции, назначению, технологическим параметрам, размещению резервуаров (наземные, подземные), форме (вертикальные цилиндрические, горизонтальные цилиндрические, сфероцилиндрические, траншейные, каплевидные).

В зависимости от величины рабочего давления в газовом пространстве они классифицируются на: резервуары без давления, низкого давления до 0,002 МПа и повышенного давления до 0,07 МПа; по конструкции покрытия: со стационарным покрытием и плавающей крышей.

Наиболее распространенный тип резервуаров - вертикальные цилиндрические, которые в свою очередь делятся на резервуары с коническим щитовым покрытием, со сферическим покрытием обеих типов, с понтоном, с плавающей крышей, с "дыхательной" крышей, с "безмоментной" кровлей, со сфероцилиндрическим или торосферическим покрытием.

Стальные резервуары в Украине большей частью сооружаются объемом от 75 до 3000 м.3. Разработаны опытные конструкции резервуаров объемом 30000 и 100000 м³ с понтоном и плавающей крышей.

 

Объем резервуаров, м3
Годовые потери. %	5,75	5,0	4,25	3,75	3,25	2,75

 

В зарубежной практике цилиндрические резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов отличаются большим количеством типоразмеров и объемов. Например, в США резервуаров, объемом от 27 до 9000 м³ – 98 типов, а от 10000 до 30000 еще 39 типов. Меньше всего типов резервуаров в Франции, Италии, Германии.

С 60-х годов в зарубежных странах начали строительство резервуаров объемом 100000 г и больше. Эти уникальные резервуары для хранения сырой нефти имеются в США, Японии, Голландии, Германии, Франции, Венесуэле, Иране, Саудовской Аравии. Большие нефтяные резервуары сооружены в Венесуэле – объемом 150000 м³ и в Иране - 160000 м³. В Нидерландах в большом порту Юропорт построено 10 резервуаров объемом по 100000 г для хранения нефти. Высота таких резервуаров достигает 22 м, а диаметр 78 м. В Японии сооружена группа резервуаров объемом 150000 м³ высотой 22 м и толщиной стенки 42 мм.

Система нефтепродуктообеспечения - ведущее звено топливно-энергетического комплекса Украины, имеет разветвленную сеть и объединяет областные, территориальные, городские и районные предприятия по поставке нефтепродуктов. В состав этих предприятий входят нефтебазы (НБ) и автозаправочные станции (АЗС).

Современные нефтебазы - сложные инженерно-технические комплексы, которые включают резервуарные парки, трубопроводы, насосные станции, сливные-наливные эстакады, причалы, электроподстанции, складские помещения и сооружения, которые связаны между собой технологическими процессами и должны обеспечивать прием, хранение и снабжение потребителей нефтью и нефтепродуктами.

Нефтебазы делятся на две группы. К первой принадлежат нефтебазы, которые являются самостоятельными предприятиями, товарно-сырьевые парки нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов, нефтепромыслов, резервуарные парки, насосные станции магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Ко второй - нефтебазы, которые входят в состав промышленных, транспортных, энергетических сельскохозяйственных и других предприятий.

Нефтебазы первой группы разделяют на категории и подкатегории в зависимости от объема резервуаров (табл.).

Таблица Категории нефтебаз в зависимости от объема резервуаров

 

Категория нефтебазы	Подкатегория нефтебазы	Емкость по подкатегориям, м3
І	І - а І - б	Свыше 300000 Свыше 100000 до 300000 включительно
II	II -а ІІ-б	Свыше 50000 до 100000 включительно Свыше 20000 до 50000 включительно
	ІІІ-а	Свыше 10000 до 20000 включительно
III	Ш-б	Свыше 2000 до 10000 включительно
	Ш-в	До 2000 включительно

 

Рассмотрим предельные объемы нефтебаз (составов) второй группы: По виду операций нефтебазы (НБ) разделяют на перевалочные, распределительные и перевалочно-распределительные; по способу снабжения - на водные (морские или речные), железнодорожные, трубопроводные и те, которые получают нефтепродукты автотранспортом.

Перевалочные нефтебазы предназначены для перегрузки нефтепродуктов с одного вида транспорта на другой. Распределительные нефтебазы предназначены для снабжения потребителей нефтепродуктами непосредственно или через автозаправочные станции.

Перевалочно-распределительные нефтебазы выполняют обе функции одновременно. Призаводские нефтебазы предназначены для приема и подготовки сырья (нефти и нефтепродуктов) к переработке на нефтехимических или нефтеперерабатывающих заводах, а также для хранения и отпуска продуктов переработки на перевалочные и распределительные нефтебазы. Призаводские нефтебазы размещаются на территории перерабатывающих предприятий и имеют общее с ними энергетическое хозяйство, систему водоснабжения и промышленной канализации.

Операции, которые проводятся на нефтебазах, разделяют на основные и вспомогательные.

К основным операциям относятся: прием нефти и нефтепродуктов из магистральных или распределительных трубопроводов, нефтеналивных кораблей и барж, железнодорожных цистерн и другого транспорта, хранение в резервуарах и таре; перегрузка нефти и нефтепродуктов большими партиями с одного вида транспорта на другой, а также отгрузка их непосредственно потребителю через сеть филиалов и автозаправочных станций.

Вспомогательные операции - это подогревание вяжущей и застывающей нефти и нефтепродуктов, их очистка и обезвоживание, смешивание масел и топлива для восстановления их качеств, регенерация отработанных масел; очистка промышленных стоков, которые имеют в своем составе нефть, ремонт и изготовления тары и прочее.

Понятие о коэффициенте обеспечения емкостями. Эффективность и надежность работы нефтяной, нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности, системы нефтепродуктообеспечения зависит от многих факторов. Определяющим среди них является резервуарная обеспеченность, которая характеризуется коэффициентом резервуарной обеспеченности (Р) и определяет ритмичность работы системы добыча - переработка - транспорт – потребление

 

где V - объем товарного парка по каждому виду нефтепродуктов или нефти в целом;

Q_г - объем годового производства нефтепродуктов или добычи нефти.

В последние годы состоялись большие изменения в резервуарной обеспеченности во многих странах мира. США, Япония, Франция, ФРГ имеют высокие показатели таких коэффициентов, соответственно 0,28; 0,32; 0,24; 0,63 м³/т.

В странах СНГ хотя и возросли темпы и объемы строительства резервуарных парков, однако они значительно ниже необходимых объемов. Так, коэффициенты резервуарной обеспеченности на НПЗ составляют лишь 0,015 - 0,05, а количество суток запаса сырья и продукции переработки колеблется в пределах 1,92-17,0.