Специальные мероприятия по сохранению качества нефтепродуктов

Мероприятия по предотвращению загрязнений нефтепродуктов атмосферной пылью и влагой можно разделить на две группы.

К первой группе относятся меры по сокращению объемов малых дыханий и выполнению приемоотпускных операций в герметичных условиях. При этом также сокращаются потери нефтепродуктов от испарения. Такие задачи можно решить за счет создания емкостей повышенной прочности, работающих под избыточным давлением; термостатирования емкостей (обеспечение постоянной температуры); уменьшения газового пространства; устройства газоуравнительных систем для емкостей; усовершенствования конструкций дыхательной арматуры.

Ко второй группе мероприятий относится оснащение дыхательных и дренажных устройств высокоэффективными средствами очистки воздуха от пыли и влаги. Эти средства делятся на воздухоочистители, фильтры и воздухоосушители. Используют гравитационные и инерционные воздухоочистители, фильтры с пористыми перегородками для очистки воздуха от пыли, электрофильтры и фильтры-влагоотделители, холодильные и адсорбционные воздухоосушители.

Микробиологическое загрязнение нефтепродуктов можно предотвратить физико-механическими и химическими способами.

К первой группе относятся: высокоэффективная фильтрация; герметизация емкостей; регулярные зачистки емкостей от осадков; удаление воды из нефтепродуктов. Интенсивную гибель микроорганизмов вызывает ультрафиолетовая и электромагнитная обработка нефтепродуктов. Предложен способ фильтрации топлива через бактерицидные фильтры с пористой перегородкой из хлопка стекла или резины, пропитанных соединениями серебра (биоцида).

Ко второй группе способов относится применение различных присадок - антисептиков, таких как карбоксилаты, сульфонаты, сульфаты, карбиды серебра и т.п. Необходимая концентрация этих веществ составляет 1·10^-11% масс. При использовании соединений серебра топливо необходимо предварительно очистить от сернистых соединений, которые дезактивируют добавки.

В качестве бактерицидных присадок к топливу рекомендуются различные борорганические и аммонийные соединения.

Защита нефтепродуктов от коррозийных загрязнений сводится к использованию коррозионностойких материалов, нанесению защитных покрытий, введению в нефтепродукты ингибиторов коррозии и применению электрохимических способов.

Коррозионностойкие металлы и их сплавы используют для их изготовления емкостей и арматуры средств транспортирования, хранения и заправки. Однако сравнительно высокая стоимость этих металлов ограничивает их применение.

Корозионностойкие металлические материалы (пластмассы, стеклопластики) могли бы с успехом заменить металлы, но этому мешает их недостаточная механическая прочность.

Защитные покрытия наиболее широко используют для защиты от коррозии. Практическое применение находят лакокрасочные материалы и покрытия холодного и горячего отверждения, полимерные и пластмассовые, футеровочные на основе листовых полимерных материалов и металлические (цинковые, алюминиевые).

Выбор того или иного виды покрытия зависит от конструкции средства, специфики производства и ремонта, условий эксплуатации, свойств покрытия и экономической целесообразности.

Лакокрасочные материалы и покрытия холодного и горячего отверждения изготовляют на основе высокомолекулярных соединений (виниловых, эпоксидных и других смол, полиуретанов и т.п.).

Полимерные армированные покрытия представляют собой систему, состоящую из двух компонентов: высокомолекулярного пленкообразующего и армирующего (стеклянные, синтетические или хлопчатобумажные ткани, сетки и волокна).

Армировочные покрытия в сочетании с лакокрасочными - чаще всего наносят на нижние части емкостей для защиты от механических воздействий при зачистке и от разгерметизации емкости при сквозной коррозии металла. Эти покрытия изготовляют на основе ненасыщенных полиэфирных (ПН-I) и эпоксидных (ЭД-20 или ЭД-16) смол.

Полиэтиленовые покрытия наносят методом газопламенного напыления полиэтилена или вихревого напыления.

Футеровочные покрытия представляют собой листовой дублированный полиэтилен или полипропилен толщиной 1,5÷2 мм, а также листы пенопласта. В качестве подслоя применяют хлопчатобумажные и стеклянные ткани. Дублированные листы или листы пенопласта приклеивают к металлической поверхности клеями холодного или горячего отверждения и сваривают между собой. Футеровку внутренних поверхностей резервуаров (днище, крыша, стены перекрытия) сочетают с нанесением лакокрасочных или металлизированных покрытий.

Цинковые покрытия применяются благодаря их стойкости к нефтепродуктам, воздуху, морской воде и простоте получения.

Перспективным является способ покрытия поверхностей алюминием, обладающим высокой антикоррозийной стойкостью.

При хранении нефти и тяжелых нефтепродуктов применяют специальные методы, предотвращающие выпадение отложений на дно резервуара. Один из методов заключается в механическом перемешивании нефти, осуществляемом обычно пропеллерными, турбинными, винтовыми мешалками. Иногда, особенно за рубежом, применяют мешалки специальных типов. В процессе работы мешалки создается вихревой поток, взмучивающий накопившийся осадок. После длительной работы осадок распределяется равномерно по всему продукту, а затем удаляется вместе с ним. Для предотвращения образования осадков применяют и специальные размывочные машины, с помощью которых в процессе подачи размывается осадок на дне резервуаров. Чтобы предотвратить выпадение на дно резервуаров осадков, парафина и смолистых веществ, применяют специальные присадки, которые не позволяют коагулировать мелким частицам в более крупные.

Предотвратить процессы образования смол можно путем хранения дегазированных нефтепродуктов в инертной среде, например в азоте. Однако такое хранение нефтепродуктов не практикуется, хотя экономическая целесообразность не так уж очевидна. Поскольку хранят нефтепродукты в настоящее время в среде воздуха, то образование смол и осадков можно сократить путем уменьшения отношения паровой и жидкой фаз, площади контакта нефтепродукта с воздухом, количества перекачек. Процессы образования осадков будут протекать менее интенсивно при хранении в условиях пониженных температур (например, в заглубленных резервуарах), в отсутствие влаги и различных посторонних примесей. Наилучшие условия для сохранения качества нефтепродуктов создаются при хранении в подземных, крупных, полностью заполненных резервуарах, на дне которых отсутствуют вода и загрязнения.

Затормозить образование смол и осадков можно применением присадок и подбором оптимального химического состава нефтепродуктов. Последние не должны содержать непредельные углеводороды, гетероорганические примеси должны присутствовать в оптимальных количествах.

Антиокислительные присадки добавляют в топлива в небольших количествах: от тысячных до десятых долей процента. Из отечественных антиокислителей применяется n-оксидифениламин, который в бензинах уменьшает распад ТЭС и окисление непредельных углеводородов. Недостатком n-оксидифениламина является плохая растворимость в топливах. Для стабилизации топлив применяются также 2,6-дитретбутил-4-метилфенол, которые хорошо растворяются в топливах и практически не растворяются в воде.

В качестве простейших осушителей воздуха, поступающего в резервуар, применяют цилиндрические сосуды, наполненные веществами, интенсивно поглощающими влагу, например гидридами и карбидами металлов, цеолитами, силикагелями, окисью алюминия, специальными пластмассами, молекулярными ситами и др.

Гидриды и карбиды металлов энергично взаимодействуют с влагой воздуха с образованием гидратов окислов металлов и соответственно водорода и ацетилена. Поглощение влаги гидридами и карбидами значительно. Например, 1 кг карбида кальция может поглотить около 2 кг воды. Это значит, что 1 кг карбида кальция способен осушить около 150 м³ воздуха при 20⁰С и относительной влажности 70%. Допустим, что при неподвижном хранении за год в крупный резервуар за счет дыханий поступает 500м³ воздуха со средней влажностью 85%. В этом случае достаточно 12 кг карбида кальция. При коэффициенте запаса, равном 2, смена осушителя в течение 1 года не представляет труда.

В отличие от осушителей, основанных на химическом взаимодействии реагентов и влаги, в осушителях, наполненных цеолитами, силикагелями и т.д., эффект удаления воды достигается ее адсорбцией на поглотителях. При этом никаких побочных продуктов не выделяется, что является бесспорным преимуществом рассматриваемых методов. Недостатком адсорбционных методов является сравнительно невысокая влагоемкость, что влечет частую их смену или регенерацию. Регенерация цеолитов и силикагелей достигается продувкой воздухом при 150÷400⁰С.

К сожалению, основная масса топлив и масел в настоящее время хранится в условиях контакта с внешней атмосферой. При этом вода в них накапливается «скрытно». А затем в определенных условиях, например при похолодании, вода выпадает в виде капель, собирающихся в нижнем слое в качестве водяной подушки. Повторяясь, этот процесс ведет к накоплению количества воды.

Кроме эффективных мер, предотвращающих обводнение нефтепродуктов за счет устранения контакта с влажным воздухом, известны методы улучшения низкотемпературных свойств введением присадок. Присадки позволяют повысить растворимость воды в нефтепродуктах за счет образования гомогенной тройной системы нефтепродукт - присадка - вода. В результате вода не выпадает из нефтепродуктов при низких температурах. Этим достигается необходимый положительный эффект, поскольку с эксплуатационной точки зрения опасна не растворенная, а выпадающая из топлив и масел вода.

Присадки, предотвращающие выделение воды при низких температурах, применяются в настоящее время к авиационным топливам. В качестве таких присадок самым эффективным оказался моноэтиловый эфир этиленгликоля.

Методы уменьшения потерь от испарения можно условно сгруппировать следующим образом:

§ уменьшение газового пространства;

§ хранение нефтепродуктов под избыточным давлением;

§ улавливание паров;

§ термостатирование;

§ рациональная эксплуатация резервуарных парков.

Теоретические потери от испарения отсутствуют, когда объемы паровоздушной среды равны нулю, но это идеальный вариант. Однако уменьшить пространство можно применением плавающих крыш, понтонов, микрополых шариков, защитных эмульсий или пленок, применением эластичных резинотканевых резервуаров.

Увеличение избыточного давления в газовом пространстве резервуара в системах нефтебазового хозяйства не получило широкого применения, вследствие недостаточной прочности емкостей. Тем не менее рядом исследований установлено, что увеличением давления до 7000 мм.вод.ст. можно сократить потери на 60%. Перспективным методом является улавливание паров с помощью обвязки газового пространства группы резервуаров (для одного сорта нефтепродукта) трубопроводами. Отмечают высокую эффективность метода при совпадении сливо-наливных операциях на нефтебазах и при большом коэффициенте оборачиваемости резервуарных парков. Известно множество конструкций газоуравнительных систем с применением конденсатосборников, теплообменников, газовых компенсаторов и т.д. Хотя данный метод является пассивным, однако, загрязнение воздушного бассейна происходит менее интенсивно.

Термостатирование резервуаров уменьшает колебания температуры и, следовательно, сокращает потери от малых дыханий. Из распространенных способов следует отметить окраску резервуаров в светлые тона, затемнение и орошение резервуаров, покрытие теплоизоляционными экранами и заглубление резервуаров в грунт. В последнем случае потери от испарения могут быть сокращены на 80% и более по сравнению с наземным резервуаром.

Рациональная эксплуатация резервуарных парков основана на соблюдении соответствующих правил и норм, основными из которых являются: обеспечение герметичности оборудования и средств, хранение нефтепродукта в емкостях максимально возможной вместимости, применении автоматических средств отбора проб и контроля уровня, уменьшение внутрибазовых перекачек, использование герметизированных способов слива и налива нефтепродуктов и т.д.

⇐ Предыдущая19202122232425262728Следующая ⇒

Поделиться: