Сокращение потерь нефтепродуктов путем уменьшения поверхности испарения

Увеличение открытой площади испарения (зеркала испарения) приводит к резкому увеличению скорости испарения нефти и нефтепродуктов и большим количественным и качественным потерям. И наоборот, если полностью исключить открытую поверхность испарения нефти или нефтепродуктов при атмосферном давлении, испарение их исключается. На этом физическом свойстве разработаны технологические процессы и конструкции резервуаров, применение которых сводит до минимума потери нефти и нефтепродуктов как при «малых», так и при «больших дыханиях».

К ним относятся:

  • хранение нефти и нефтепродуктов в горизонтальных и сферических резервуарах с максимальным взливом, то есть при минимальной поверхности испарения и при минимальном объеме газового пространства;

  • хранение нефти и нефтепродуктов в резервуарах с плавающими крышами;

  • хранение нефти и нефтепродуктов в резервуарах, оборудованных плавающими понтонами;

  • перекрытие зеркала испарения нефти слоем микрошариков.

Хранение нефтепродуктов в резервуаре с плавающей крышей или с плавающим понтоном позволяет сократить их потери от «малых дыханий» до 98—99%.

Однако применение резервуаров с плавающими крышами ограничено в средней и северной полосах нашей страны по причине больших снегопадов, а в южных — по причине пыльных бурь. Заносы снега и песка во внутрь резервуара осложняют очистку от них плавающих крыш. В условиях нашей страны наиболее приемлемы резервуары с плавающими понтонами. Применение этих резервуаров также ограничено коэффициентом оборачиваемости. При оборачиваемости свыше 30—35 раз в году применение резервуаров с плавающими крышами и понтонами становится экономически нецелесообразным.

Применение микрошариков. 

Поверхность нефтепродуктов от газового пространства резервуара может изолироваться с помощью микрополых шариков и защитных эмульсий, применение которых возможно в обычных резервуарах типа РВС. Это один из самых простых способов уменьшения газового пространства резервуаров. Исследования, проведенные НИИТранснефть и ЦНИЛ, по покрытию микрошариками поверхности нефти и бензинов в резервуарах, подтвердили высокую эффективность их применения. Потери от испарения в таких резервуарах сокращались для бензина в 2 раза, нефти — в 19 раз.

Одновременно покрытие из микрошариков также уменьшает до 90% выделение ядовитых газов при хранении сернистой нефти. Это позволяет сократить скорость коррозии крыш резервуаров и уменьшить вредность окружающей среды в резервуарных парках.

Микрополые шарики изготовляются из фенольных и карбо- мидных смол размером 5—130 мкм. Внутри они заполнены азотом.

Плотность микрошариков 60—140 кг/м3. Шарики в резервуар могут вводиться двумя способами: совместно с нефтепродуктом путем подключения к приемному трубопроводу специальной линии или через верхний люк резервуара. В резервуаре шарики всплывают и образуют покрытие на поверхности продукта. Толщина слоя микрошариков увеличивается с увеличением оборачиваемости резервуара, и принимается в пределах 5—50 мм. Обычно покрывают зеркало испарения слоем микрошариков толщиной около 25 мм. В таблице приведены сведения о расходе микрошариков при покрытии поверхности испарения в различных типах резервуаров при хранении бензина.

Расход микрошариков для покрытия поверхности испарения в резервуарах толщиной 25 мм

Тип и емкость резервуара



Диаметр резервуара, в мм



Количество микрошариков, в кг

карбонатных Р = 59,2 кг/м3

фенольных Р = 139 кг/м3

РВС-100

5530

35,8

83,6

РВС-200

6670

52

122

Р ВС-400

8000

74,5

174,5

РВС-700

10670

132,5

310

РВС-1000

12000

167,5

392

РВС-2000

15250

268

627

РВС-3000

19060

460

1080

РВС-5000

22880

610

1430

Наряду с положительными качествами покрытие из полых микрошариков имеет недостатки. По сравнению с плавающими понтонами оно менее надежно, так как целостность покрытия может нарушаться при большой скорости заполнения или выкачки резервуара. Кроме того, микрошарики выносятся из резервуара вместе с потоком жидкости при ее выкачке из резервуара. Для предотвращения попадания микрошариков в трубопроводы и насосы устанавливаются в резервуарах специальные предохранительные устройства, а перекачка нефтепродукта проводится с малой скоростью, что влечет к простоям транспортных средств во время их налива. Качество покрытия из микрошариков значительно ухудшается при повышении температуры, во время подогрева высоковязкой нефти.

В нашей стране также проводились исследования по созданию защитных покрытий зеркала испарения эмульсиями из поверхностно-активных веществ, которые, растекаясь по поверхности нефтепродукта, образуют устойчивые пленки. Исследования показали, что такими свойствами обладают фторсодержащие вещества, имеющие большие коэффициенты растекания. Покрытие из такой пленки снижает упругость паров под пленкой в три- четыре раза и сокращает потери от испарения до 75%.