CC BY
39
УДК 621.642.3
https://doi.org/10.24411/0131-4270-2019-10303
ПРИМЕНЕНИЕ ГРАНУЛИРОВАННОГО ПЕНОСТЕКЛА В КАЧЕСТВЕ ПОКРЫТИЯ ЗЕРКАЛА ИСПАРЕНИЯ РЕЗЕРВУАРОВ: РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
THE USING OF GRANULAR FOAM GLASS AS A COATING FOR THE EVAPORATION MIRROR OF TANKS: EXPERIMENTAL RESULTS
В.М. Писаревский1, Л.В. Ковба2, С.Н. Левин1, С.Ю. Савельева3, О.Б. Азжеурова1, Н.В. Морозова2, Н.В. Горская2
1 Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) им. И.М. Губкина, 119991, Москва, Россия
E-mail: [email protected] E-mail: levinsn@ mail.ru E-mail: [email protected]
2 Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации, 125438, Москва, Россия
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
3 АО «Транснефть - Верхняя Волга», 603950, Нижний Новгород, Россия
E-mail: [email protected]
Резюме: В настоящей статье рассматривается проблема сокращения потерь нефти и нефтепродуктов при хранении и исследовании по снижению испарения с помощью гранулированного пеностекла, изготовленного преимущественно на основе вулканического пепла с различными размерными фракциями. Авиационное топливо по сравнению с другими нефтепродуктами (дизельным топливом и автомобильным топливом) не содержит в своем составе большого числа присадок. Как правило, полярные присадки могут легко адсорбироваться на поверхности гранул и искажать реальные результаты. Поэтому для получения эффективных и наглядных результатов были взяты для исследования образцы авиационного топлива с температурой начала кипения от 130 до 250 °С и давлением насыщенных паров, промежуточным между бензинами и дизельными топливами.
Ключевые слова: резервуар, нефтепродукты, гранулированное пеностекло, испарение.
Для цитирования: Писаревский В.М., Ковба Л.В., Левин С.Н., Савельева С.Ю., Азжеурова О.Б., Морозова Н.В., Горская Н.В. Применение гранулированного пеностекла в качестве покрытия зеркала испарения резервуаров: результаты экспериментов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2019. № 3. С. 17-19.
DOI: 10.24411/0131-4270-2019-10303
Victor M. Pisarevsky1, Lidia V. Covba2, Semen N. Levin1, Svetlana YU. Savelyeva3, Olga B. Azzheurova1, Natalya V. Morozova2, Natalya V. Gorskaya2
1 Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), 119991, Moscow, Russia
E-mail: [email protected] E-mail: levinsn@ mail.ru E-mail: [email protected]
2 State Research Institute of Civil Aviation, 125438, Moscow, Russia E-mail: [email protected]
E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]
3 Transneft Upper Volga, JSC, 603950, Nizhny Novgorod, Russia E-mail: [email protected]
Abstract: This article discusses the problem of reducing losses of oil and oil products during storage and research to reduce evaporation with the help of granular foam glass made mainly on the basis of volcanic ash with various size fractions. Compared to other petroleum products (diesel fuel and automobile fuel) aviation fuel does not contain a large number of additives. As a rule, polar additives can be easily adsorbed on the surface of granules and distort real results. Therefore, to obtain effective and visual results, aviation fuel samples were taken for research with a boiling point of 130 to 250 °C and a saturated vapor pressure intermediate between gasolines and diesel fuels.
Keywords: reservoir, oil products, granulated foam glass, evaporation.
For citation: Pisarevsky V.M., Covba L.V., Levin S.N., Savelyeva S.YU., Azzheurova O.B., Morozova N.V., Gorskaya N.V. THE USING OF GRANULAR FOAM GLASS AS A COATING FOR THE EVAPORATION MIRROR OF TANKS: EXPERIMENTAL RESULTS. Transport and Storage of Oil Products and Hydrocarbons. 2019, no. 3, pp. 17-19.
DOI: 10.24411/0131-4270-2019-10303
Целью исследования является оценка возможности использования гранулированного пеностекла для сокращения потерь от испарения нефтепродуктов в объемных хранилищах.
К преимуществам гранулированного пеностекла можно отнести:
- низкую теплопроводность;
- низкую плотность материала при высокой прочности;
- негорючесть;
- легкость;
- паронепроницаемость;
- экономичность для потребителя;
- долговечность;
- экологическую безопасность.
Таким образом, преимущества заявляемого решения заключаются в повышенной эксплуатационной надежности
защитного покрытия, в дешевизне, долговечности, непотопляемости, инертности к большинству веществ, что позволяет сохранить в них большое содержание легких фракций.
Характеристики гранулированного пеностекла, предлагаемого для испытаний, представлены в табл. 1.
Гранулированное пеностекло (ГПС), изготовленное преимущественно на основе вулканического пепла, может иметь многоразмерные фракции различных форм, однако установлено, что наиболее удобны при эксплуатации округлые гранулы.
Первоначальные исследования по испарению нефтепродуктов производились в Государственном научно-исследовательском институте гражданской авиации (ГосНИИ ГА).
Для испытаний были выбраны покрытия, плавучие тела которых выполнены в виде гранулированного пеностекла, применяемого для защиты зеркала испарения.
Объекты исследования:
1) ГПС - размерная фракция 4-10 мм;
2) ГПС - размерная фракция 10-35 мм.
Среда: топливо для реактивных двигателей марки ТС-1 плотность - 779,6 кг/м3 .
Условия испытания в лаборатории Научного центра аэропортовой деятельности и авиатопливообеспечения (НЦ 28) ГосНИИ ГА:
- температура окружающей среды 21-23 °С;
- посуда - стеклянные стаканы объемом 1 дм3;
- весы лабораторные электронные DX-2000 (свидетельство о поверке СП2241361 действительно до 14.10.2019);
- мерная посуда 2-го класса точности.
В процессе испытаний измерены потери испарения нефтепродукта, хранящегося в идентичных емкостях и в
Таблица 2
Результаты проведенного эксперимента
Таблица 1
Характеристики гранулированного пеностекла
Свойства Пеностекло
Коэффициент теплопроводности, 0,06-0,085
Вт/мК
Прочность, МПа
- при сжатии 0,8-3,0
- при изгибе 0,3-1,0
идентичных условиях с открытым зеркалом испарения и плавающим покрытием в виде гранулированного пеностекла.
Емкости установлены в месте, защищенном от прямых солнечных и электроламповых излучений и движения воздуха.
Длительность испытания составила 40 дней. В начале испытаний, конце испытаний и в промежуточной точке измерялись количество топлива (масса), площадь зеркала испарения. Оценивался внешний вид.
Результаты испарения легколетучих фракций представлены в табл. 2.
В процессе испытания отмечено, что заявляемое покрытие хорошо сохраняет легколетучие фракции нефтепродукта, что имеет большое практическое значение.
На первом этапе отмечается большее уменьшение массы, что, возможно, связано, с одной стороны, с испарением наиболее летучих компонентов, а с другой - адсорбцией компонентов нефтепродуктов на поверхности гранул.
По результатам массы испарения можно заметить, что размерная фракция ГПС 4-10 мм наиболее выгодна для сокращения потерь от испарения нефтепродукта.
Объекты испытания
Контролируемые показатели контрольный образец 1 образец 2 Топливо ТС-1 + ГПС образец 3 Топливо ТС-1 + ГПС
Топливо ТС-1 4-10 мм 10-35 мм
Площадь поверхности емкости „„.. „„ „п.,„
. . 2 6644 6558 6819
(стакана), мм2
Масса топлива до на4ала 779,90 778,61 778,71
испытания, г
Масса добавленного ГПС, размерная фракция, толщина слоя - Добавлено 20,78 г ГПС размерной фракции 4-10 мм, толщина стоя 4-5 см Добавлено 28,09 г ГПС размерной фракции 10-35 мм, толщина слоя 4-5 см
Масса топлива через 28 дней после начала испытания, г 638,36 706,70 690,83
Изменение массы топлива по Уменьшение массы топлива на Уменьшение массы топлива на Уменьшение массы топлива на
истечении 28 дней, г 141,54 г 71,90 г 87,88 г
Масса топлива через 40 дней после начала испытания, г 615,44 690,16 673,21
Изменение массы топлива по Уменьшение массы топлива на Уменьшение массы топлива на Уменьшение массы топлива на
истечении 40 дней, г, (%) 164,46 г -21,08% 88,45 г -11,46% 105,50 г, -13,56%
Масса ГПС после испытания (потери на сорбицию), г
41,66 (сорбировано 20,88 г топлива) 36,87 (сорбировано 8,78 г топлива)
Объекты испытания
Контролируемые показатели Контрольный образец 1 Топливо ТС-1 Образец 2 Топливо ТС-1 + ГПС 4-10 мм Образец 3 Топливо ТС-1 + ГПС 10-35 мм
Изменение внешнего вида топлива после испытания Изменений нет. Механические примеси отсутствуют Присутствуют механические примеси на дне стакана, топливо имеет легкий желтоватый оттенок Присутствуют механические примеси на дне стакана
18
ТРАНСПОРТ И ХРАНЕНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ И УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
Также получены положительные результаты по обволакиваемое™ ГПС, она составляет 5%.
Таким образом, в результате исследований установлено, что потери при открытом зеркале испарения одной партии в реальных условиях комнатной температуры при использовании больших гранул составили:
1. В стакане с чистым зеркалом испарения - 21,08%.
2. В стакане с покрытием зеркала испарения гранулами размером 4-10 мм - 11,46%.
3. В стакане с покрытием зеркала испарения гранулированным пеностеклом размером 10-35 мм - 13,56%.
Также установлено, что наиболее эффективным покрытием зеркала испарения нефтепродуктов является покрытие гранулами диаметром 4-10 мм.
Далее планируются эксперименты по исследованию процессов возможного накопления статического электричества
и связанных с этим явлением рисками, условиям фильтрации, возможности адсорбции присадок или компонентов бензина, дизельного топлива и связанных с этим рисками влияния на их качество.
После лабораторных исследований планируются натурные испытания в резервуаре на одной из нефтебаз Московской области с оценкой экономической эффективности внедрения.
При проведении исследований было отмечено присутствие механических примесей на дне стакана в образцах с ГПС и изменение цвета топлива. Этот фактор необходимо учесть при выполнении следующих экспериментов.
Есть необходимость в проведении доработки экспериментов в различных условиях, различных климатических зонах с учетом технологических и регламентных операций, выполняемых при эксплуатации резервуаров.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Несговоров А.М., Фролов Ю.А., Муфтахова В.Н. Контроль количества и качества нефтепродуктов / под ред. В.Ф. Новоселова. М.: Недра, 1994. 151 с.
2. Абдулаев А.А., Бланк В.В., Юфин В.А. Контроль в процессах транспорта и хранения нефтепродуктов. М.: Недра, 1990. 263 с.
3. Абузова Ф.Ф., Теляшева Г.Д., Мишин Ю.Ф. Пути сокращения потерь углеводородов от испарения при хранении и транспортировании нефти и нефтепродуктов: темат. обзор. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1989. 58 с.
4. Тугунов П.И., Новоселов В.Ф., Абузова Ф.Ф. и др. Транспорт и хранение нефти и газа. М.: Недра, 1975. 125 с.
REFERENCES
1. Nesgovorov A.M., Frolov YU.A., Muftakhova V.N. Kontrol kolichestva i kachestva nefteproduktov [Control of the quantity and quality of petroleum products]. Moscow, Nedra Publ., 1994. 151 p.
2. Abdulayev A.A., Blank V.V., Yufin V.A. Kontrol' vprotsessakh transporta i khraneniya nefteproduktov [Control in the processes of transport and storage of petroleum products]. Moscow, Nedra Publ., 1990. 263 p.
3. Abuzova F.F., Telyasheva G.D., Mishin YU.F. Puti sokrashcheniya poter' uglevodorodov ot ispareniya pri khranenii i transportirovanii nefti i nefteproduktov [Ways to reduce the loss of hydrocarbons from evaporation during storage and transportation of oil and oil products]. Moscow, TSNIITEneftekhim Publ., 1989. 58 p.
4. Tugunov P.I., Novoselov V.F., Abuzova F.F. Transport i khraneniye nefti i gaza [Transport and storage of oil and gas]. Moscow, Nedra Publ., 1975. 125 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Писаревский Виктор Меерович, д.т.н., проф. кафедры проектирования и эксплуатации газонефтепроводов, Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина.
Ковба Лидия Васильевна, начальник лаборатории НЦ 28 ГосНИИ ГА. Левин Семен Наумович, ст. преподаватель кафедры сооружения и ремонта газонефтепроводов и хранилищ, Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина. Азжеурова Ольга Борисовна, замначальника лаборатории НЦ 28 ГосНИИ ГА.
Савельева Светлана Юрьевна, сотрудник АО «Транснефть - Верхняя Волга».
Морозова Наталья Валерьевна, научный сотрудник НЦ 28 ГосНИИ ГА. Горская Наталья Владимировна, инженер НЦ 28 ГосНИИ ГА.
Victor M. Pisarevsky, Dr. Sci. (Tech.), Prof. of the Department of Gas and
Oil Pipelines Engineering and Operation, Gubkin Russian State University
of Oil and Gas (National Research University).
Lidia V. Covba, Head of Laboratory, State Research Institute of Civil
Aviation.
Semen N. Levin, Senior Lecturer of the Department of Pipeline and Storage Facilities Construction and Rehabilitation, Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University). Svetlana YU. Savelyeva, Fellow Worker, Transneft Upper Volga, JSC. Olga B. Azzheurova, Deputy Head of the Laboratory, State Research Institute of Civil Aviation.
Natalya V. Morozova, Researcher, State Research Institute of Civil Aviation. Natalya V. Gorskaya, Engineer, State Research Institute of Civil Aviation.
