Основные потери легких фракций нефти на промыслах при герметизированных системах нефтегазоводосбора происходят только в сырьевых и товарных при больших и малых ''дыханиях''.
Процесс опережения и наполнения товарного
резервуара нефтью, сопровождающийся вначале впуском воздуха в ГП резервуара, а
затем выбросом газовоздушной смеси в атмосферу, называется большим
''дыханием''.
Малые ''дыхания'' товарного резервуара
получаются в результате впуска воздуха и выпуска газовоздушной смеси через
дыхательный клапан при изменении температуры и давления в течение суток при
постоянном уровне нефти в резервуаре.
Методы снижения потерь углеводородов при
испарении нефти в товарных резервуарах условно можно разбить на три группы:
предупреждающие испарение нефти, уменьшающие испарение, сбор продуктов
испарения нефти.
Потери нефти при хранении в
негерметизированных резервуарах в большой степени зависят от ее испаряемости.
Чем больше в нефти легких фракций, тем больше испаряемость, а следовательно, и
потери при прочих равных условиях. Из сказанного следует, что на последней
ступени сепарации – концевой ступени необходимо поддерживать высокую температуру,
а давление в сепараторе – ниже атмосферного.
В настоящее время для борьбы с потерями
нефти, хранящейся в резервуарах, рекомендуется применять плавающие крыши и
понтоны, вследствии чего газовое пространство в них сводится к минимуму (рис.). Плавающие на поверхности нефти крыши почти полностью устраняют ГП
резервуаров и таким образом предотвращают потери легких фракций при малых и
больших ''дыханиях''. Плавающие крыши изготавливают из металла. Зазор между
стенкой резервуара и плавающей крышей и корпусом резервуара и плавающей крышей
допускается до 25 см. Для уплотнения зазора между крышей и корпусом резервуара и предотвращения утечки
легких фракций предусматриваются специальные затворы из цветного металла или асбестовой
ткани, пропитанной бензостойкой резиной. Применение плавающих крыш наиболее
эффективно на резервуарах, работающих с большим коэффициентом оборачиваемости.
Ливневые воды с крыши стекают по дренажным
трубам и выбрасываются за пределы резервуара.
В резервуарах с понтоном кровля стационарная
и нет шарнирных дренажных труб, так как стационарная кровля предотвращает
попадание на плавающий понтон атмосферных осадков.
Для уменьшения испарения нефти в резервуарах
за рубежом особенно широкое распространение получили экраны из пластмассовых
пленок. Применение экрана из пластмассовых шариков позволяет уменьшить
испарение нефти в 5-6 раз.
Защита резервуаров от нагревания солнечными
лучами – вторая группа методов защиты от испарения нефти. Для этого резервуары следует покрывать
лучеотражающими светлыми красками с высоким коэффициентом отражения. Наиболее
распространенными теплоотражающими красками являются белые и алюминиевые,
причем белые краски значительно эффективнее алюминиевых. В табл. 2 приведены
основные показатели работы резервуаров, покрытых различными красками.
Таблица 2
Показатели |
Окраска корпуса |
||
белая |
алюминиевая |
черная |
|
Солнечная радиация, поглощающая резервуаром |
59 |
88 |
100 |
Потеря газовоздушной смеси |
100 |
170 |
200 |
Потеря нефтепродукта |
100 |
180 |
240 |
|
|
|
|
Окраска резервуаров одновременно является
защитой и от атмосферной коррозии, поэтому краски должны быть
коррозионостойкими.
К методам третьей группы по снижению потерь
нефти при хранении ее в резервуарах относится использование газоуравнительной
системы (рис.10), работа которой сводится к следующему. Газовые пространства
резервуаров через систему тонкостенных газопроводов 2 соединяются между собой.
Работа резервуаров с такой обвязкой весьма эффективна, при этом нефть принимают
и отпускают из резервуаров одновременно. Тогда газы из заполняемых резервуаров
перетекают в опорожняющиеся, и потери от больших ''дыханий'' сводятся к нулю.
Для осуществления синхронной работы системы резервуаров к ним обычно подключают
резервуары-компенсаторы 4. Из резервуаров, работающих не синхронно, лишний газ
поступает по наклонному газопроводу (во избежание образования гидравлических и
ледяных пробок) сначала в конденсатосборник 5, а затем в резервуар-коипенсатор
с подъемной крышей. В этот резервуар поступает избыток газов из газовых
пространств резервуаров, когда подача нефти в них превышает отпуск, и наоборот,
из резервуара-компенсатора 4 газ поступает в резервуары 1, когда отпуск нефти
преобладает над поступлением. В резервуарах 1 и резервуаре-компенсаторе 4
практически должно поддерживаться постоянное давление, не превышающее
допустимое давление на крыше резервуаров. Если по каким-либо причинам давление
в ГП резервуаров окажется выше допустимого, то тогда должен сработать
предохранительный клапан 3, устанавливаемый на крыше резервуара-компенсатора 4.
Описанная система борьбы с потерями легких фракций нефти в резервуарах весьма
выгодна тем, что в нее не поступает воздух через дыхательные клапаны, которые в
данном случае не устанавливаются. Оборудование резервуарных парков такой
системой сбора легких фракций нефти практически сведет к нулю потери при
транспортировании по магистральным трубопроводам, а также существенно снизит
загазованность территории и исключит возможность отравления обслуживающего
персонала. Недостатком этой системы является то, что часть тяжелых
углеводородов, собираемых в резервуаре-компенсаторе 4, должна сбрасываться в
атмосферу. Кроме описанной схемы герметизированного сбора газа из ГП товарных
резервуаров, иногда применяются центробежные компрессоры или эжекторные
установки (рис.10, б).
ГП товарных резервуаров 1 через
герметизированные газопроводы 2, изготовление из листового железа, соединены с
приемом эжектора 3. В качестве энергоносителя в эжекторной установке служит
вода, циркулирующая по замкнутому циклу с помощью центробежного насоса 7.
В эжекторе вода, выбрасываемая с большой
скоростью из сопел 4, увлекает низконапорный газ из ГП резервуаров и в смеси с
этим газом поступает сначала в камеру смещения, диффузор, а затем в сепаратор
5. В сепараторе 5 вода отделяется от газа, газ транспортируется потребителю (на
ГПЗ, собственные нужды), а вода снова забирается насосом и подается в эжектор
по водоводу 6. Такая установка позволяет получить в ГП товарных резервуаров
небольшой вакуум 6650-13300 Па, а на выкиде из эжектора до 1 Мпа. При
циркуляции воды по замкнутому циклу она может нагреваться до температуры
порядка 70о С. Поэтому теплоту этой воды следует использовать на
хозяйственные нужды.