Потери нефти и нефтепродуктов от испарения

При хранении нефти и нефтепродуктов в резервуарах потери от испарения происходят:

• при «малых и больших дыханиях» резервуаров;

• при утечке паров из резервуаров при открытии замерных люков во время замера уровня и отбора проб нефти и нефтепродуктов ручным способом;

• при утечке паров из резервуаров при нарушении герметичности: крыш и люков; при отсутствии масла в гидравлических предохранительных клапанах и гидравлических затворах уровнемеров и других контрольно-измерительных приборов;

• при утечке паров через разрушенные мембраны в пожарных пенокамерах и пеногенераторах;

• при образовании газового сифона;

• при неисправности механических дыхательных клапанов и по другим причинам.

«Малые дыхания» — это выбросы паров углеводородов из резервуара и впуск воздуха в резервуар при колебании температуры окружающей среды в течение суток. В дневное время температура окружающей среды и продукта в резервуаре увеличивается, в результате внутри резервуара увеличивается объем продукта, повышается интенсивность испарения и увеличивается давление паров в газовом пространстве. При достижении давления до предельного рабочего значения открывается дыхательный клапан, и пары с загрязненным воздухом выбрасываются в атмосферу. В ночное время процесс протекает в обратном направлении — температура окружающей среды уменьшается и соответственно происходит конденсация паров в резервуаре, снижение давления в газовом пространстве, и при достижении его до нижнего критического значения дыхательный клапан открывается и в резервуар поступает из атмосферы воздух.

«Большие дыхания» резервуаров происходят во время закачки нефтепродукта в резервуар или при его выкачке. При закачке в резервуаре давление в газовом пространстве возрастает до верхнего критического значения и смесь паров с воздухом выбрасывается в атмосферу через дыхательный или предохранительный клапаны. При выкачке, наоборот, в резервуаре создается вакуум, и воздух из атмосферы через клапаны поступает в резервуар.

Газовый сифон образуется в случаях, когда один конец трубы соединён с газовым пространством резервуара, а другой конец опущен снаружи его корпуса и сообщён с атмосферой. В результате чего за счет разности веса столбов газа внутренней и внешней части трубы пары вытекают наружу в окружающую среду и в трубе создается вакуум. Одновременно создается вакуум и в газовом пространстве резервуара, что приводит к снижению точки кипения продукта и увеличению интенсивности процесса испарения. Газовый сифон может создаться через пенопровод системы пожаротушения резервуара в случае разрушения герметизирующей мембраны пенокамеры или пеногенератора, через трубу уровнемера в случае отсутствия масла в гидравлическом затворе и в корпусе уровнемера.

Газовый сифон также образуется в конусных крышах резервуаров в случаях, когда в крыше имеются сквозные отверстия от коррозии и когда эти отверстия расположены на разной высоте по отношению друг другу. В этом случае пары нефтепродуктов, как более тяжёлые, выходят наружу через нижнее отверстие, а воздух входит в резервуар через верхнее. Таким образом, создаётся естественная циркуляция воздуха и паров.

Потери от вентиляции при наличии газового сифона определяют по формуле:

G_в=Q*C*p_н,

где Q - секундный расход при газовом сифоне

Q = μ*f*√2g*h*р_см - р_в/р_см;

С — концентрация паров нефтепродукта в газовом пространстве резервуара, %;

μ - коэффициент расхода паров при истечении через отверстие;

f - площадь отверстия, м²;

h — перепад между отверстиями по высоте, м;

р _см - плотность паровоздушной смеси в резервуаре кг/м³;

р_в - плотность воздуха, кг/м³.

Количество потерь нефтепродуктов от испарения зависит от оборачиваемости резервуаров. С увеличением коэффициента оборачиваемости резервуара в одном том же регионе количество потерь увеличивается за счет частой «смачиваемости» нефтепродуктам внутренних стенок резервуара и испарения образующейся пленки нефтепродукта.

В таблице приведены результаты проведенных исследований среднегодовых потерь бензина в разных регионах России при различных коэффициентах оборачиваемости резервуаров.

Зависимость потерь бензина от оборачиваемости резервуаров, т/год

Тип резервуара и его вместимость, м3	Южный регион России			Северный регион России
	Коэффициент оборачиваемости резервуаров в год
	12	48	96	12	48	96
РВС-400	4,8	12,4	22,6	2,9	9,4	15,9
РВС-1000	11,5	29,4	58,4	6,7	19,4	36,4
РВС-2000	22,2	55,6	100,3	12,6	35,5	66
РВС-3000	34,8	88,3	159,7	20,5	57,9	107
РВС-5000	50,4	126,2	227,2	28,4	80,8	150,6

Научные исследования показали, что при заполнении резервуара бензином через дыхательный клапан вытесняется в атмосферу в летнее время примерно 0,55 кг бензина с 1 м³ , в зимнее — 0,35 кг.

Таким образом, в средней зоне при заполнении резервуара вместимостью 5000 м³ бензином теряется летом около 2,5 т, а зимой —1,7 т бензина.

Количество потерь от испарения зависит от способа проведения технологических сливо-наливных операций. При наливе и сливе нефти нефтепродуктов из транспортных средств закрытым способом потери от испарения происходят за счет «больших дыханий» емкостей транспортных средств и резервуаров нефтебаз при рабочих давлениях.

При проведении технологических операций открытым способом, то есть негерметичным способом, при атмосферном давлении и интенсивном перемешивании потери от испарения достигают максимальных значений, а сам процесс испарения происходит до полного перехода нефтепродукта, находящегося в резервуаре, из жидкой фазы в паровую.

При перевозке нефти и нефтепродуктов потери от испарения происходят от «малых дыханий» при рабочем давлении, на которые рассчитаны емкости транспортных средств.