CC BY
57ХРАНЕНИЕ
УДК 622.692.4.
Коршак А.А.
МАЛОКАПИТАЛОЕМКАЯ СИСТЕМА УЛАВЛИВАНИЯ ПАРОВ БЕНЗИНА
По разным оценкам на пути следования жидких углеводородов от скважин до баков машин потери составляют от 3 до 5 %. В 2004 г. в России было добыто 470 млн. т нефти. Следовательно, потери составили от 14,1 до 23,5 млн. т. Меньшая цифра сопоставима с годовой добычей нефти такого крупного объединения как «Башнефть», а большая - превышает годовую добычу НК «Сибнефть» в 2001 г. Наша страна не настолько богата, чтобы целые гиганты нефтяной отрасли работали на потери.
Одним из основных источников естественной убыли нефтепродуктов являются их потери от испарения из резервуаров при больших и малых «дыханиях». «Большие дыхания» имеют место при операциях заполнения резервуаров. Приближенную оценку их величины можно выполнить по формуле
^бд = Ру . су . ^1ВС ,
где ру - плотность паров нефтепродукта; су - их объемная концентрация в паровоздушной смеси (ПВС);
VПВС - объем ПВС, вытесняемой в атмосферу при «большом дыхании». Плотность бензиновых паров составляет от 2,5 до 3,5 кг/м3 (в среднем ру =
3 кг/м3). Среднюю концентрацию углеводородов в ПВС в течение года можно принять равной 20% (су = 0,2). Таким образом, при полном заполнении резервуара РВС5000 ^ПВС = 5000 м3) потери бензина составят Сбд = 3 . 0,2 . 5000 = 3000 кг.
Это 3,0 тонны (!) или 0,6 кг бензина с каждым кубометром ПВС. Чтобы оценить общие потери бензина за год необходимо умножить найденную величину на коэффициент оборачиваемости резервуара. В условиях магистральных нефтепродуктопроводов его величина составляет около 30 1/ год. Значит только из одного резервуара за год в атмосферу поступит около 180 тонн бензина. Но ведь на перекачивающих станциях таких резервуаров несколько и, следовательно, общие выбросы паров бензина за год для нее кратно выше.
Вместимость резервуаров на нефтебазах, как правило, не превышает 1000 м3, да и оборачиваемость их пониже, чем
на нефтепродуктопроводах. Однако нефтебазы есть в каждом крупном городе и поэтому их совокупная экологическая опасность весьма высока. Положение усугубляется тем, что в России около 500 нефтебаз находятся в черте городской застройки: 321 нефтебаза находится в промышленных районах, 119 нефтебаз - в промышленно-жилых районах и 54 нефтебазы - в жилых районах или центре городов.
Таким образом, задача сокращения потерь бензина от испарения идет рука об руку с актуальной задачей обеспечения экологической безопасности населения. В настоящее время в качестве средств, уменьшающих потери нефтепродуктов от испарения и соответствующее загрязнение окружающей среды, применяются диски-отражатели, газовые обвязки, газоуравнительные системы, понтоны. Исчерпывающий анализ эффективности их применения дается в работах [1, 2]. Кроме того, весной 2008 года увидит свет наша небольшая книга «50 вопросов и ответов о том, как сократить выбросы паров бензина из резервуаров в атмосферу», где в доступной форме, коротко дается характеристика достоинств и недостатков различных технических средств сокращения потерь бензинов. Квинтэссенция этих публикаций такова:
1. Применение дисков-отражателей является практически бесполезным, так как за время простоя достигнутое при опорожнении неравномерное распределение концентрации углеводородов по высоте газового пространства резервуаров полностью самоустраняется вследствие диффузии.
2. Газовая обвязка в виде системы трубопроводов, соединяющих газовые пространства резервуаров с одинаковым нефтепродуктом, дает эффект только при совпадении операций заполнения-опорожнения различных резервуаров в группе. В этой связи устанавливать ее на резервуарах автозаправочных станций совершенно бесполезно, так как при сливе бензина из топливозаправщиков операции по его реализации через топливораздаточные колонки полностью прекращаются.
3. Благодаря подключению к газовой обвязке газосборника она превращается в газоуравнительную систему. Даже при отсутствии совпадения операций заполнения-опорожнения газос-борник способен аккумулировать некоторое количество паров бензина, сокращая тем самым его потери. Однако надежные конструкции газосборни-ков в нашей стране отсутствуют. Нет их и за рубежом, так как приоритет там отдан понтонам.
4. Коренное отличие в применении понтонов в России и за рубежом заключается в разной технологии сооружения резервуаров. Если на Западе применяют полистовую сборку, добиваясь при этом их идеальной цилиндрической формы,то в России до недавних пор применялась исключительно технология возведения резервуаров путем развертывания рулонной заготовки заводского изготовления. Издержками последней являются дефекты формы емкостей, вследствие чего между уплотняющим затвором понтонов и стенкой существуют многочисленные зазоры, через которые над-
58 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
\\ № 3 \\ март \ 2008
понтонное пространство насыщается парами бензина. Нами установлено, что сокращение потерь бензина при применении понтонов при прочих равных условиях существенно зависит от коэффициента оборачиваемости и вместимости резервуаров. Так, в «Правилах технической эксплуатации нефтебаз» декларируется, что благодаря понтону потери бензина сокращаются на 80-90 %. Однако фактически при коэффициенте оборачиваемости 20 1/ год для резервуара РВС5000 это сокращение составляет 63 %, а для резервуара РВС1000 лишь 38 %. В связи с достаточно высокой стоимостью стальных понтонов (не говоря уж об алюминиевых) можно утверждать, что на резервуарах небольшой (1000 м3 и менее) вместимости применение понтонов экономически нецелесообразно. Возникает резонный вопрос: что же в таком случае необходимо монтировать на резервуарах чтобы уменьшить потери бензинов от испарения и одновременно снизить загрязнение окружающей среды? Альтернативой традиционным дискам-отражателям, газовой
Принципиальная схема УЛФ с «транзитным» резервуаром.
1, 2 - резервуары с бензином; 3 - резервуар со светлым низколетучим нефтепродуктом (например, дизельным топливом); 4 - газовая обвязка; 5 - устройство «ноу-хау» (know how); 6 - дыхательный клапан
обвязке, газоуравнительной системе и понтонам являются системы улавливания легких фракций (системы УЛФ), под которыми понимается совокупность оборудования, обеспечивающего отбор и утилизацию паров бензина из резервуаров до того как произойдет их «выдох» в атмосферу.
В настоящее известны системы УЛФ, принцип действия которых основан на различных физических принципах: ад-
сорбции, адсорбции, охлаждении, ком-примировании. Подробное описание существующих конструкций таких систем дано в работах [1,2]. Общими недостатками существующих систем УЛФ являются высокая стоимость, наличие энергопотребляющего оборудования, необходимость автоматизации. Автор данной статьи также прошел несколько этапов в создании систем УЛФ, двигаясь от сложного к простому. Внима-
ХРАНЕНИЕ
нию читателя предлагается последняя разработка в этой области - система улавливания легких фракций с «транзитным» резервуаром, защищенная двумя патентами.
Предлагаемая система улавливания паров бензина (в дальнейшем система УЛФ-ТР) предназначена для сокращения потерь бензина при операциях приема и хранения бензина в резервуарах, независимо от их формы. Это делает возможным ее применение как на вертикальных, так и на горизонтальных резервуарах, что особенно актуально в условиях АЗС.
Принципиальная технологическая схема системы УЛФ-ТР приведена на рисунке. Схема включает резервуары 1, 2 с бензином и резервуар 3 с низколетучим нефтепродуктом (например, дизтопливом, керосином, печным топливом), соединенные газовой обвязкой 4, на которой установлено устройство 5 («ноу хау»). Резервуары оборудованы дыхательными клапанами 6 с диском-отражателем 7. Внутренняя оснастка резервуара с низколетучим нефтепродуктом не показана («ноу хау»). Система работает следующим образом. При повышении давления в газовом пространстве бензиновых резервуаров (при его нагреве днем или закачке бензина) насыщенная углеводородами («богатая») паровоздушная смесь (ПВС) из резервуаров 1,2 по газовой обвязке
4 через устройство 5 вводится в резервуар 3, вытесняя вместо себя в атмосферу малонасыщенную углеводородами («бедную») ПВС. Таким образом, не
уменьшая объема выброса паров в атмосферу, схема позволяет уменьшить концентрацию углеводородов в нем, что и дает как экологический, так и экономический эффект. Одновременно на количество уловленного бензина увеличивается масса низколетучего нефтепродукта в резервуаре 3.
Предлагаемая система УЛФ испытана в промышленных условиях: на Чайковской нефтебазе (РВС 1000) в Пермской области (НК «ЛУКойл»), на Каменской нефтебазе (РВС 1000) в Пензенской области (НК «ЮКОС») и на Кушнарен-ковской АЗС (РГС 25) в Республике Башкортостан (ОАО «Башкирнефтепродукт»). Количество принятого в резервуары бензина составляло: на Чайковской и Каменской нефтебазе -около 60 м3 , а на Кушнаренковской АЗС - около 8 м3 Степень улавливания паров бензинов определялась газоанализатором по результатам параллельных измерений концентрации углеводородов в паровоздушной смеси, вытесняемой из резервуара с бензином и в паровоздушной смеси, вытесняемой из резервуара с дизельным топливом 3, используемого в качестве «транзитного». Согласно актам испытаний достигнутый эффект сокращения потерь паров бензина составил в среднем соответственно: 98,7 %, 99,2 % и 98 %. Особо следует подчеркнуть, что испытания системы УЛФ-ТР в Пензенской области были продублированы независимой организацией - специализированной инспекцией лабораторного анализа и контроля при Пензен-
ском областном комитете охраны природы, которая при определении содержания углеводородов в паровоздушной смеси использовала хроматографический метод. Именно эти результаты и отражены в акте испытаний, подписанном заместителем председателя данного комитета.
Высокое сокращение потерь паров бензина, обеспечиваемое предлагаемой системой УЛФ, сочетается с ее относительно невысокой сметной стоимостью (в 1,5___2 раза меньше, чем
понтонов), полным отсутствием системы автоматизации и энергопотребляющего оборудования.
В настоящее время система УЛФ-ТР внедряется на Салаватской нефтебазе ОАО «Башкирнефтепродукт», которая находится на реконструкции. По первоначальному проекту 6 резервуаров типа РВС1000 должны были быть оснащены металлическими понтонами, стоимость которых составляла 4,5 млн. руб. Однако ожидаемое сокращение потерь (выбросов) бензина с их помощью не превышало 40 %. Сметная стоимость системы УЛФ-ТР составляет около 3 млн. руб, а ожидаемое сокращение потерь бензина - не менее 80%. Следует подчеркнуть, что при использовании системы УЛФ-ТР параллельно решается задача улавливания паров бензина при наливе автоцистерн: для этого достаточно обеспечить герметизацию их горловин и подключить линию отвода паровоздушной смеси у наливных стояков с газовой обвязкой резервуаров с бензином.
ОАО ««Эаводоуковский машиностроительный завод** выпускает прицепы иаг оны дома передни ж ные модели "Кедр»: на полозьях, на рамс, на шасси, а также здания МОбиЛЬНЫе КОНТеЙНерНйГй ТИПа "Кедр - БК'| различного назначения.
Это жилые вагон-дома на 8 человек, жилые на 1 или 4 человек повышенной комфортности, пункты питания, сушилки, склады для хранения: продуктов, сау мы с душем, инструм ента лки. а также жилые городки и2 блок - модулей контейнерного типа различных модификаций.
627144, г, Заводоуковск Тюменская обл.. ул. Заводская, 1 -а*
Тел ./факс: (34542) 2-33-36. 2-12-04. 2-62-25 e-mail; zmz@kedrvagon.ru wwwJkcd г vag on. ru
На протяжении многих лет работники нефтебаз и магистральных нефтепро-дуктопроводов уклонялись от оснащения резервуаров эффективными средствами сокращения потерь (выбросов) бензина под предлогом, что они укладываются в «Нормы естественной убыли». Однако резервуары стареют и приходит время их реконструкции или замены.
При прохождении проектов данных работ через экологические службы обязательным условием является оснащение резервуаров техническими средствами, позволяющими обеспечить эффективное снижение выбросов углеводородов в атмосферу. Система УЛФ-ТР является именно таким техническим средством, имеющим оптимальные показатели по соотношению «цена-качество».
ОАО «Полтавский турбо м ех анкческий завод»
ООО «КАМЫШИНСКИМ опытный ЗАВОД»
Нижний слив ж/д вагонов УСН-150, УСН-175 с пружинным компенсатором, с паровой рубашкой, гидрорециркуляцией. Шарниры двухрядные, замена манжет без разборки шарниров, прижим захватов независимый.
Верхний налив (слив) ж/д вагонов УНЖ6-100
с автоматическим и ручным прекращением налива, с цельной или телескопической опускной трубой, с герметизированным наливом и отводом паров, опорный шарнир спаренный.
Налив в автоцистерны АСН-100
Счетно-дозирующий комплекс СДК
Налив (слив) в речные и морские танкеры СР-250 R 8,6; 12; 15 м В четырехрядных шарнирах замена манжет производится без демонтажа изделия и без разборки шарниров.
и
403888, Волгоградская обл., г. Камышин-18, пос. Нефтебаза Тел./факс: (844-57) 9-20-60, 9-61-32
WWW.KOZ.RU
а правах рекламы
литература
1. Коршак А.А. Современные средства сокращения потерь бензинов от испарения. -Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2001. - 144 с.
2. Коршак А.А. Ресурсосберегающие методы и технологии при транспортировке и хранении нефти и нефтепродуктов. -Уфа: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2006. - 192 с.
КОНЦЕРН
УКРРОСМЕТАЛЛ
ОАО «НПАО / _|
внии- ЧЛН
компрессор маш»
Компрессоры для нефтегазовой промышленности серийного производства:
Установки ном г рессорные поршневые газовые электропроводные серии ГШ
для сжатия паров углеводородных газов до жидкой фаіьі и последующего слива а резервуары. Установки применяются на нефтегерерабатыоающих заводах.
Установки компрессорные серии ГУ для сжатия паров углеводородных газов.
Применяются на газонапелннтелъньи станция* и пунктах по перекачке фракций Пропан-бутаноаих смесей. Технологически используются:
» в режиме слива жидкой фракции методом выдавливания - в режиме откачки паров из ёмкостен
Передвижные азотиные мембранные компрессорные станции мп получения газообразного азота, ддв предупреждения и тушения пожаров в шахтах и обеспечения безопасности ведения горных работ.
Передвижные компрессорные станции специального назначения
с давлением нагнетания до 250 кгс/см* для ремонта нефтяных и газовых скважин, пневмоиспыганчй магистральных газопроводов.
Передвижные сварочные и насосные агрераты.
Установки маслоочнстнтель^ые на базе центробежных сепараторов для очистки дизельных топлив.
ПРОИЗВОДСТВО МАШИН СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
пиишдстио
•ПОСТАВКИ
* ШСУЛІ1ЇАШ
ГАРАНТИЯ
Концерн «УКРРОСМЕТАЛЛ»
Центральный офис:
40002 Украина, г. Сумы, Курский пр., тел.; +ЗЄ (0542) 21 Д-146, 214-139
e-mail' шГогш@иКгго5те[а11 corn.ua
ПРЕДСТАВИТЕЛЬСТВО В КАЗАХСТАНЕ:
СП ТОО «Казкомпрессормаш»
010000 г. Астана, ул. Ирченко, д 31, ВП-19 тел.: +7 (7172} 39-1в-Є8; 23-66-33
e-mail: kkm.kz@bfc.rxj
ОБСЛУЖИВАНИЕ
ПРЕДСТАВИТЕЛЬСТВО В РОССИИ:
СП ООО «Орелкомпрессормаш»
302020 г. Орел, ул. Цветаева, д. 16 тел.+7 {4662} 42-11-57
e-mail; irfci@orelfconpre5sormasTi.ru
