Влияние хранения и распределения нефтепродуктов на окружающую среду. Курсовая работа хранение нефти


Курсовая работа - Методы и средства снижения потерь нефти и нефтепродуктов

Задание

Задание студенту Джуманову Ильвару Фаридовичу

гр. РЭМ-441 «Потери нефтепродуктов от испарения из резервуаров. Расчет потери бензина от больших дыханий».

Задание на расчет потерь бензина.

Определить потери бензина при «большом дыхании» из резервуара РВС-5000, расположенного в г. Уфе на перевалочной нефтебазе. Диаметр резервуара Др = 22,76 м., высота Нр = 11,9 м, высота корпуса крыши hk =0,57 м, высота взрыва бензина начальная вз =7м, высота взрыва конечная . Закачка длится t=2,5 часа, с производительностью Q=60м3 /ч. Средняя температура бензина Tср =298 К.

Время простоя резерва Тср =17,5 ч. Закачка производится днем в ясную солнечную погоду. Нагрузка дыхательных клапанов Pк.в.=196,2 Па.

Рк.д. =1362 Па. Барометрическое давление Ра=0,1013. Температура начала кипения бензина Тн.к.=319 К, плотность , давление насыщенных паров 311 К. Географическая широта расположения резервуара ’.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. 4

1. Расчет потерь бензина от «большого дыхания». 6

2. Некоторые методы и средства снижения потерь нефти и нефтепродуктов. 15

2.1 Резервуары для хранения легковоспламеняющихся жидкостей (ЛВЖ) 15

2.2 Резервуары с металлическими и синтетическими понтонами. 15

2.3 Резервуары с плавающей крышей. 16

2.4 Резервуары повышенного давления. 18

2.5 Резервуары с эластичными полимерными оболочками (ПЭО) 19

2.6 Подземное и подводное хранение топлив. 19

2.7 Использование дисков — отражателей. 20

3. Техника безопасности. 22

Заключение. 23

Список литературы… 24

Нефть и нефтепродукты проходят сложный путь транспортировки, хранения и распределения. От скважин до установки нефтеперерабатывающего завода, от завода до потребителя. При этом они подвергаются многочисленным транспортным операциям, которые сопровождаются потерями, составляющими около 9% от годовой добычи нефти. Из них 2-2,5% приходятся на потери в сфере транспорта, хранения и распределения нефтепродуктов. Эти потери подразделяются на количественные (утечки, разливы, аварии), качественно-количественные (испарение, смешение). Значительную долю в общем балансе потерь составляют потери от испарения в резервуарах и при сливо-наливных операциях.

Испарение нефти и бензинов приводит к изменению их физико-химических свойств, уменьшению выхода светлых нефтепродуктов при переработке нефти, ухудшению эксплуатационных характеристик двигателей. В связи с этим затрудняется запуск двигателей, надежность их работы, увеличивается расход топлива и сокращается срок эксплуатации. Теряемые легкие углеводороды загрязняют окружающую среду и повышают пожароопасность предприятий.

По данным исследований Всероссийского Научного исследовательского института по сбору, подготовке и транспорту нефти (ВНИИСПТ нефти), при испарении 2% по весу легких фракций автобензин октановое число снижается в среднем Na =0,4 единицы, а удельная мощность двигателя Na = 0,24-0,4%.Этому снижению октанового расхода топлива Na 0,3 – 0,36% для различных марок автобензина.

Потери нефтепродуктов на нефтебазах происходят в результате нарушения правил технической эксплуатации сооружений и технологического оборудования. Эти потери (от утечек, смешения, загрязнения, обводнения, неслитого остатка и др.) должна быть полностью ликвидирована или уменьшена путем повышения технического уровня эксплуатации, проведения организационно-технических и профилактических мероприятий.

Одним из основных видов потерь нефти и нефтепродуктов являются потери от «больших дыханий» резервуаров при закачке продукции. «Зеркало» нефтепродуктов при этом как торец поршня в поршневом насосе поднимается вверх и, снимая газовое пространство резервуара, заставляет открыться тарелкам механических дыханий клапанов. Ниже представлен расчет потерь бензина от «большого дыхания» РВС-5000.

1. Определим площадь зеркала бензина

(1)

где dр – внутренний диаметр резервуара, м.

dр =22,76 м.

2. Найдем высоту газового пространства после закачки бензина.

Нг1 =Нр -Нвз +, м (2)

где Hр — высота резервуара, м. Hр =11,9м.

Нвз = высота взрыва после закачки бензина, м.

Нвз =11м.

— объем, ограничиваемый поверхностью крыши и плоскостью, проходящей через верхний срез цилиндрической части резервуара (для вертикальных цилиндрических резервуаров с конической крышей, здесь hk – высота конуса крыши, м.)

, м (3)

3. Абсолютное давление в газовом пространстве резервуара до закачка Рр =101325Па

4. Находим высоту газового пространства резервуара до закачки с учетом конуса крыши.

(4)

где — высота взлива бензина конечная, м.

=11м.

— высота взлива бензина начальная, м.

=7м.

=5,09м.

5. Найдем объем газового пространства резервуара

, м3 (5)

где fб — площадь зеркала бензина, м2

6. Найдем отношение абсолютного давления газового пространства резервуара к средней температуре бензина

(6)

7. По графику (рис.1.) для определения плотности бензиновых паров, исходя из уравнения состязания

(7)

найдем плотность паров бензина, где р1 – абсолютное давление в газовом пространстве, Па

Рис.1. График для определения плотности бензиновых паров

М- молярная масса паров бензина, кг/моль;

— универсальная газовая постоянная, Дж/(моль∙К)

=8314,3 Дж/(моль∙К)

Т – средняя температура бензина, Тпср = 298 К.

8. По формуле Воинова находим молярную массу бензиновых паров

(8)

где Тп =Тн.к -30К (9)

где Тн.к – температура начала кипения бензина, К

Тн.к = 319К,

Тогда Тн =319-3=289К.

Подставляем значение Тн в формулу (8)

М = 52,629-0,246∙289+0,001∙2892 =65,056 кг/моль

9. Подставляя данные в формулу (7), получим:

10. Находим суммарное время до окончания закачки бензина

, (10)

где fпр — время простоя резервуара до закачки,

fпр =17,5г

f3 — время закачки резервуара,

f3 =2,5 часа

f=17,5+2,5=20часов

11. Найдем прирост средней относительной концентрации в газовом пространстве резервуара за время простоя , (табл 25 [2]), где Сs – концентрация бензиновых паров на линии насыщения.

(для =20часов при солнечной погоде) (11)

12. Вычислим скорость выхода паровоздушной смеси через 2 дыхательных клапана типа НДКМ-200

, (11)

где Q – производительность закачка, м3 /ч

Q=60м3 /м3,

d – диаметр (внутренний) дыхательного клапана НДКМ-200, d=200мм = 0,2м.

2 – число дыхательных клапанов.

13. Произведем нахождение величины — прироста средней относительной концентрации в газовом пространстве резервуара за время выкачки бензина (по графику24 [2]), рис.3.

Рис. 3. Зависимость часового прироста относительной концентрации в газовом пространстве во время выкачки из резервуара, оборудованного двумя дыхательными клапанами типа НДКМ:

1 — РВС-300;

2 – РВС-500;

3 – РВС-10 000;

4 – РВС-20 000;

(12)

14. Найдем среднюю относительную концентрацию в газовом пространстве резервуара в рассматриваемый период

(13)

где — высота газового пространства резервуара после закачки бензина, м

=1,09

— высота газового пространства резервуара до закачки бензина, м

=5,09

— время закачки, час. =2,5 часа

— средняя относительная концентрация в газовом пространстве резервуара за время 2,5 часовой закачки

=0,052

— средняя относительная концентрация в газовом пространстве резервуара за время простоя, =0,2

15. Определим давление насыщенных паров бензина

По графику 23 [2] для Тп ср =2980К (рис.4)

Рs = 28800 Па

Рис.4. График для определения давления насыщенных паров нефтепродуктов: 1 – авиационные бензины; 2 – автомобильные бензины

16. Определим среднее расчетное парциальное давление паров бензина

(14)

где — средняя относительная концентрация в газовом пространстве резервуара в рассматриваемый период, = 0,544

— среднее расчетное парциальное давление паров бензина, =28800 Па

=0,544ּ28800=15667 Па

17. Рассчитаем потери бензина на одного «большого дыхания»

(15)

где — объем закачиваемого в резервуар бензина за 2,5 часа,

=2,5ּQ=2.5ּ650=1625 м3

— объем газового пространства резервуара перед закачкой бензина, м3, =2070 м3

— абсолютное давление в газовом пространстве в конце закачки

Р2 =Ра +Рк.у , (16)

где Ра – барометрическое (атмосферное) давление Ра =101320 Па,

Рк.у – нагрузка дыхательных клапанов, Па

Рк.у = 1962

Р2 = 101320+1962=103282 Па

Р1 – абсолютное давление в газовом пространстве в начале закачки, Па

Р1 =Ра -Рк.в. Па, (17)

где Рк.в. – нагрузка вакуумного дыхательного клапана, Рк.в. = 196,2 Па

Р1 =101320-196,2=101123,8 Па

Ру – среднее расчетное парциальное давление паров бензина, Ру = 15667 Па

— плотность паров бензина, кг/м3, =2,98 кг/м3

18. Определим, на какое давление должен быть установлен дыхательный клапан, чтобы при расчетных условиях пп. 1-17 не было потерь от «большого дыхания».

(16)

где — объем газового пространства резервуара до закачки, м3, =2070 м3

— объем газового пространства после прекращения закачки, м, =1625 м3

— величина упругости бензиновых паров, Па, =15667 Па

— абсолютное давление в газовом пространстве в конце закачки

=103282 Па

Естественно, такое значительное давление вертикальный цилиндрический резервуар типа РВС выдержать не сможет, поэтому нельзя перегружать дыхательные клапаны во избежание потерь «от большого дыхания».

Транспортирование, хранение, приём и выдача горючего (моторных топлив) обычно сопровождается потерями, которые с точки зрения их предотвращения условно можно разделить на потери естественные, эксплуатационные, организационные и аварийные. Ущерб, наносимый потерями топлива, определяется не только их стоимостью, но и загрязнением окружающей среды [3]. Загрязнение атмосферы парами нефтепродуктов оказывает вредное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. К естественным потерям нефтепродуктов следует отнести потери от испарения. Потери топлива при использовании наиболее широко распространённого современного оборудования полностью предотвратить, как правило, невозможно. Их можно в значительной степени снизить путём рациональной организации работ и поддержания на должном уровне технического состояния резервуаров и других сооружений.

(ЛВЖ)

При хранении ЛВЖ стравливание паров происходит практически постоянно и только в атмосферу. Периодичность стравливания и количество продуктов, стравливаемых в атмосферу, зависит от типа и конструкции резервуара.

Понтон состоит из металлических поплавков, выполненных в виде коробов — сегментов.

Синтетические понтоны практически непотопляемы вследствие отсутствия полых поплавков, могут легко быть смонтированы как во вновь строящихся, так и в действующих резервуарах, имеют значительно меньший вес и меньшую стоимость по сравнению с металлическими понтонами, незначительно уменьшают полезную емкость резервуара.

Впервые в 1968 г. Ново — Горьковском НПЗ был смонтирован понтон из синтетических материалов в резервуаре с крекинг — бензином. Уменьшение потерь от испарения составило 70 % [3].

Герметичность понтона, плотность затвора и, следовательно, эффективность его эксплуатации характеризуется степенью насыщения бензиновыми парами газового пространства, заключённого между кровлей и понтоном в резервуаре.

Степень насыщения газового пространства в момент замера определяется величиной, измеренной концентрации бензиновых паров, делённой на величину концентрации насыщения при минимальной суточной температуре, имея в виду, что концентрация насыщения по своей величине будет соответствовать давлению насыщенных паров.

При удовлетворительном монтаже понтона и отсутствии дефектов это отношение не должно превышать 0.3, что соответствует сокращению потерь топлива в размере около 80 % по сравнению с резервуаром без понтона. Если отношение меньше 0.3, то понтон работает удовлетворительно, а если больше 0.3, то понтон не имеет достаточной герметичности [3].

В отличие от резервуара с понтоном в резервуаре с плавающей крышей отсутствует кровля (рис.5). Существуют резервуары емкостью 3000, 10000, 50000 м3 с плавающими крышами.

Плавающая крыша имеет расположенные по периметру 32 короба — понтона трапециевидной формы. В нижнем положении она покоится на трубчатых опорных стойках на отметке 1800 мм от днища, а при заполнении — поднимается вместе со стойками. Положение плавающей крыши фиксируется двумя направляющими из труб диаметром 500 мм, предназначенных для отбора проб и замера уровня. Вода с плавающей крыши отводится по дренажной системе, состоящей из стальных труб с шарнирами. Спуск с площадки на плавающую крышу происходит по лестнице. Зазор между плавающей крышей и корпусом резервуара по проекту составляет 200 мм (максимальный — 300 мм и минимальный—120 мм). Для герметизации кольцевого зазора между плавающей крышей и корпусом применен мягкий уплотняющий затвор РУМ-1[3].

Рис.5. Схема устройства резервуаров с плавающей крышей (а) и понтоном (б):

1 — корпус резервуара; 2 — стационарная крыша; 3 — нижние опоры понтона, 4 — направляющие плавающей крыши; 5 — плавающая крыша; б -уплотняющий скользящий затвор; 7- скользящая лестница; 8 -пластиковые покрытия понтона; 9 — пенополиуретановый слой; 10 -уплотнители; 11 — кольца жесткости; 12 — сборник осадков; 13 -дренажная система.

По данным [3], в США в среднем для 18000 резервуаров, из которых около 7000 со стационарной крышей, а остальные — с плавающей крышей или понтоном, потери следующие:

Таблица 1

Давление насыщенных паров нефтепродукта в резервуаре, кПа Потери, т/мес, из резервуаров
со стационарной крышей с плавающей крышей или понтоном
10-35 70 9
36-65 95 18
67-75 325 41

2.4 Резервуары повышенного давления

К резервуарам повышенного давления относятся каплевидные и сферические емкости типа ДИСИ и др. Промышленные испытания по определению эффективности каплевидного резервуара емкостью 2000 м в части сокращения потерь от испарения автобензина при различных операциях впервые проводились в осенний период 1958 г.

Дыхательный клапан был отрегулирован на избыточное давление 3000 мм вод. ст. и вакуум 130 мм вод. ст. Испытания показали, что при низких температурах окружающего воздуха потерь бензина от «малых дыханий» не было. Потери от «больших дыханий» снизились на 33—48%. Резервуары типа ДИСИ имеют емкость 400, 700, 1000 и 2000 м3 и рассчитаны на избыточное давление от 1300 до 2000 мм вод. ст. и вакуум 30—50 мм вод. ст. Расположение поясов ступенчатое. С внутренней стороны стенки для увеличения устойчивости при вакууме имеются кольца жесткости.

Стоимость резервуаров повышенного давления значительно выше стоимости вертикальных цилиндрических «атмосферных» резервуаров. На многих химических и нефтехимических предприятиях большое количество легковоспламеняющихся жидкостей (метанол, этиловый спирт, изопропиловый спирт, стирол, метилстирол и др.) хранят в «атмосферных» резервуарах, вследствие чего происходят большие потери продуктов и загазовывается воздушный бассейн [3].

Поиск способов исключения потерь от испарения ЛВЖ при их хранении ведет к разработке конструкции резервуаров с эластичными полимерными оболочками (ПЭО). Эта конструкция вообще исключает потери продукта от испарения.

ПЭО представляет собой мешок, который вкладывается в пространство, образуемое несущими конструкциями. Такие резервуары могут быть наземными и подземными.

Разработаны два типа резервуаров: цилиндрические и траншейные. Цилиндрические резервуары имеют предварительно напряженную стенку, купольное покрытие и грунтовое днище. Внутри этой конструкции подвешивается цилиндрическая полимерная оболочка.

Траншейные резервуары представляют собой котлованы, закрытые железобетонным покрытием или легким перекрытием из полимерных материалов. В траншею свободно укладывается оболочка — вкладыш, в котором хранится продукт.

Оболочки — вкладыши изготавливают из полимерных пленочных материалов: резинотканевые и на основе совмещенного полиамида. Широкое применение находят эластичные резервуары из полимерных материалов небольшого объема для хранения и перевозки автотранспортом [6].

Проводились испытания по хранению углеводородных топлив в шахтных подземных емкостях, сооружаемых в монолитных осадочных, метаморфических и изверженных горных породах.

Производственный эксперимент подтвердил, что при хранении нефтепродуктов в подземных емкостях потерь бензина и дизельных топлив почти не происходит.

За рубежом находит применение подводное хранение топлив. Строительство подводных хранилищ большой емкости непосредственно на морском промысле делает ненужным прокладку нефтепроводов к берегу. Кроме того, нефть из такого хранилища может перекачиваться в крупнотоннажные танкеры, которые из-за своих размеров не могут заходить в порты [6].

Эффективным средством сокращения потерь от «больших дыханий» являются диски-отражатели (рис. 6).

Подвешенный под монтажным патрубком дыхательного клапана диск — отражатель препятствует распространению струи входящего в резервуар воздуха вглубь газового пространства, изменяя направление струи с вертикального на горизонтальное. Слои газового пространства, находящиеся у поверхности продукта, не перемешиваются входящей струей воздуха, и поэтому концентрация паров продукта в паровоздушной смеси, вытесняемой в атмосферу при заполнении резервуара, уменьшается, что снижает потери от «больших дыханий».

Простота конструкции и короткий срок окупаемости позволяют широко внедрять диски-отражатели в резервуарах. Диаметр диска-отражателя обычно равен 2,6—2,8 диаметра люка резервуара, сделанного для дыхательного клапана. Диск-отражатель подвешивается под патрубком люка на расстоянии, равном диаметру последнего, на стойке с фиксатором.

Рис.6. Диск отражатель с центральной стойкой

1 – дыхательный клапан; 2- огне – преградитель; 3 – монтажный патрубок; 4 – диск – отражатель; 5 – стойка для подвешивания диска [2].

Резервуарный парк должен соответствовать нормам и техническим условиям проектирования складских предприятий и хозяйств.

Эксплуатация резервуарного парка организована в соответствии с «Правилами технической эксплуатации резервуаров», другими действующими документами.

Для предупреждения разлива нефтепродукта предусматриваем обвалование высотой, рассчитанной на половину объема резервуаров, с запасом на высоту 0,2 м. На ограждающих валах предусматриваем лестницы – переходы.

Резервуарные парки обеспечиваем первичными средствами пожаротушения.

Наполнение и опорожнение герметичного резервуара осуществляется при производительности насосов, не превышающей норм пропускной способности дыхательных клапанов. Гидравлический клапан заливается незамерзающей жидкостью со сменой его 2-3 раза в год. Существуют сроки осмотра оборудования и арматуры резервуаров.

Резервуары заземлены и имеют молниеотводы. При наполнении резервуаров осуществляется визуальный или автоматический контроль уровня. Лестницы и замерные площадки очищаются от снега и льда.

Водоспускные краны и задвижки в зимнее время утепляем. Открытие и закрытие задвижек необходимо производить плавно, без рывков во избежание гидравлического удара.

Борьба с потерями нефтепродуктов в настоящее время очень актуальна и приобретает на нефтяных объектах все большее распространение, т.к. легче и экономичнее внедрить мероприятие, быстро себя окупающее, чем вводить новую скважину в эксплуатацию.

В своей работе я предпринял попытку разобрать вопрос определения величины потерь «от большого дыхания» резервуара, но существуют и другие разновидности потерь легких фракций от испарения, такие как потери от «малого дыхания», от обратного выдоха, от вентиляции газового пространства, от выдувания «газового сифона» и т.д.

В качестве жидких потерь тоже существует немало различных видов – аварий, утечки, смешение при последовательной перекачке, слив остатков цистерн на промывочно-пропарочных пунктах, зачистке резервуаров, перелив резервуаров, неполная очистка сточных вод перед сбросом в водоемы.

Во втором разделе при анализе методов борьбы с потерями ограниченный объем выпускной работы не позволил остановиться еще на ряде способов, применяющихся у нас в России и за рубежом.

Сюда можно отнести газоуравнительную систему с газосборником и без него, перевод резервуаров на повышенное избыточное давление, изотермическое хранение, применение микрошариков и пен и т.д.

1. Едигаров С.Г., Бобровский С.А. Проектирование и эксплуатация нефтебаз и газохранилищ. М.: Недра, 1993

2. Константинов Н.А. Потери нефти и нефтепродуктов. М.: Недра, 1991

3. Новоселов В.Ф. Расчеты при проектировании и эксплуатации нефтебаз и нефтепродуктов М.: Недра, 1995

4. Нормы естественной убыли нефтепродуктов, М.: Вега, 2004 г.

5. Семенова Б.А. Вопросы экономики при хранении нефтепродуктов. М.: ВНИИОЭНГ, 1992.

6. Шишкин Г.В. Справочник по проектированию нефтебаз, М.: Недра, 1998

www.ronl.ru

Влияние хранения и распределения нефтепродуктов на окружающую среду

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский  государственный технологический  институт

(технический  университет)

Факультет защиты окружающей среды

Кафедра инженерной защиты окружающей среды

                                                                                            Группа 671

Учебная дисциплина: Промышленная экология 

курсовая  работа 

    Тема:  ВЛИЯНИЕ ХРАНЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ 

Студент                _________________                   Т.А.Вежливцева 

Руководитель работы

доцент, канд.тех.наук  ___________________                А.Г. Антоненков 

Оценка за курсовую работу           __________          ____________________  

Санкт-Петербург

2010

РЕФЕРАТ

    Курсовая  работа  35 с., 18 источников.

нефть, хранение , распределение, нефтепродукты, воздействие

Данная работа посвящена хранению и распределению  нефтепродуктов

Целью работы являлось сбор информации и анализ воздействия  на окружающую среду хранения и распределения нефтепродуктов.                     

                                      СОДЕРЖАНИЕ:

Введение…………………………………………………………………….….4

1 Современное состояние и динамика развития нефтяной промышленности……………………………………………………………....6

2 Путь нефти от места добычи до реализации нефтепродуктов…………....8

3 Экологические проблемы, вызванные развитием нефтеперерабатываю- щей отрасли, и их последствия………………………………………………..11

4 Хранение нефти………………………………………………………………13

5 Возможные причины потерь нефтепродуктов при хранении и распределении…………………………………………………………………..15

6 Воздействие нефтяной промышленности (в частности хранения и распределения) на окружающую среду:

6.1 Воздействие  на атмосферу………………………………………………...17

6.2 Воздействие  на гидросферу………………………………………………..19

6.3 Воздействие на литосферу…………………………………………………23

6.4 Воздействие  на биосферу………………………………………………….24

6.5 Воздействие  на человека…………………………………………………..26

7. Пути решения экологических проблем…………………………………….29

Заключение……………………………………………………………………..33

Список использованных источников………………………………………….35      

                                                        

                            Введение.

    Нефть известна человечеству с древнейших времён. Она представляет собой смесь  около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть - жидкие углеводороды (> 500 или обычно 80--90 % по массе) и гетероатомные органические соединения (4--5 %), преимущественно сернистые (около 250), азотистые (> 30) и кислородные (около 85), а также металлоорганические соединения и т.д.

    Нефтяная  промышленность является ключевой в  экономике России. Еще в 1991г. по добыче нефти (461 млн. т) она сохраняла мировое  лидерство. К 1993г. ее добыча сократилась  до 340 млн. т, и Россия стала занимать 3-е место после Саудовской Аравией и США . В последующий период добыча нефти в России постоянно сокращалась, и только в 1997г. был отмечен незначительный рост. Это прежде всего связано с развитием таких негативных процессов в нефтяной отрасли, как ухудшение сырьевой базы и геолого-экономических показателей ее освоения, прекращение государственного финансирования геологических работ, усиление неплатежеспособности внутренних потребителей, рост технологической изношенности оборудования и т.д. Отсутствие в необходимых количествах собственных финансовых средств, позволяющих решить данные проблемы, обусловливают для российской нефтяной промышленности важность задачи привлечения иностранных инвестиций и завоевания ранее утерянных позиций на мировом рынке нефти, что позволит повысить влияние нефтяного фактора на ускорение процессов социально-экономической трансформации России в переходный период.

    Нефтяной  комплекс сегодня обеспечивает значительный вклад в формирование положительного торгового баланса и налоговых  поступлений в бюджеты всех уровней. Этот вклад существенно выше доли комплекса в промышленном производстве. На его долю приходится более 16% произведённого ВВП России, четвёртая часть налоговых и таможенных поступлений в бюджеты всех уровней, а также более трети поступающей в Россию валютной выручки.

    Темпы развития нефтяной промышленности в  бывшем Советском Союзе не имели  аналогов в мире. В 1988 г. в России было добыто максимальное количество нефти и газового конденсата -- 568,3 млн. т, или 91% общесоюзной добычи нефти. Ежегодный прирост добычи нефти составлял в среднем 25-20 млн. т [10]. Начиная с 1999г. ежегодный прирост добычи нефти в России составлял от 6,3 до 10,9% и суммарный темп добычи за последние пять лет вырос на 52% (соответственно с 302 млн. т до 458 млн.т). [16]. При этом нефтяная промышленность России унаследовала наращивание добычи нефти без должного учета последствий для промышленной и экологической безопасности. Ее деятельность в настоящее время сопряжена с работой нефтяных заводов, находящихся в упадочном техническом состоянии (средняя глубина переработки нефти не более 65%), и оборудования устаревшей системы автоматизации и высокой степенью изношенности. Поэтому предприятия топливно-энергетического комплекса (ТЭК) России, - в том числе - по добыче и переработки нефти, несмотря на снижение объемов производства, остаются крупнейшими источниками загрязнения окружающей среды. На их долю приходится около 48% выбросов вредных веществ в атмосферу, 27% сброса загрязненных сточных вод и до 70% общего объема парниковых газов.

    Предотвращение загрязнения природной среды нефтью и продуктами ее переработки – одна из сложных и многоплановых проблем охраны природной среды. Ни один другой загрязнитель, как бы опасен он ни был, не может сравниться с нефтью по широте распространения, числу источников загрязнения, величине нагрузок на все компоненты природной среды .

    Целью курсовой работы является рассмотрение влияния хранения и распределения  нефтепродуктов на окружающую среду  и возможные пути защиты.         

         1 Современное состояние и динамика  развития нефтяной промышленности.

      В России первые скважины были  пробурены на Кубани в 1864 г.  и в 1866 г. одна из них дала  нефтяной фонтан с дебитом  более 190 т в сутки. В начале XX века Россия занимала первое  место по добычи нефти. В  1901 - 1913 гг. страна добывала приблизительно 11 млн. т нефти. Сильный спад произошел во время Гражданской войны. К 1928 году добыча нефти была снова доведена до 11,6 млн. т. В первые годы советской власти основными районами нефтедобычи были Бакинский и Северокавказский (Грозный, Майкоп). Также велась добыча в Западной Украине в Галиции. Закавказье и Северный Кавказ давали в 1940 г. около 87% нефти в Советском Союзе. Однако вскоре истощающиеся запасы старейших районов перестали удовлетворять запросы развивающейся промышленности. Назрела необходимость в поисках нефти на других территориях страны. Были открыты и введены в строй месторождения Пермской области и Башкирии, что обусловило создание крупнейшей Волго-Уральской базы. Обнаружены новые месторождения в Средней Азии и Казахстане, где добыча нефти достигла 31,1 млн. т. Война 1941 - 1945 гг. нанесла сильный ущерб районам Северного Кавказа, что существенно сократило объем добываемой нефти. Однако в послевоенный период с параллельным восстановлением нефтедобывающих комплексов Грозного и Майкопа были введены в разработку крупнейшие месторождения Волго-Уральской нефтяной базы. И в 1960 г. она уже давала около 71% нефти страны. За период с 1961 по 1972 гг. было добыто свыше 3,3 млрд. т нефти. Рост обеспечивали и новые освоенные месторождения в Западной Сибири, Белоруссии, Западном Казахстане, Оренбургской области и Удмуртии, на континентальном шельфе Каспийского моря [10].

    Таким образом, нефтяная промышленность Российской Федерации на протяжении длительного  периода развивалась экстенсивно, то есть за счет открытия и ввода в эксплуатацию в 50-70-х гг. крупных высокопродуктивных месторождений, а также строительства новых и расширения действующих нефтеперерабатывающих заводов. Высокая продуктивность месторождений позволила с минимальными капитальными вложениями и сравнительно небольшими затратами материально-технических ресурсов наращивать добычу нефти по 20-25 млн. т в год. Однако при этом разработка месторождений велась недопустимо высокими темпами. В 1988 г. в России было добыто максимальное количество нефти и газового конденсата -- 568,3 млн. т, или 91% общесоюзной добычи нефти.

    Глубокий  экономический кризис 1988-1991гг., охвативший Россию, не обошел и отрасли топливно-энергетического  комплекса, особенно нефтяную промышленность. Влияние этого кризиса стало заметно в конце 80-х, когда велась сверхинтенсивная добыча нефти для латания “нефтедолларами” экономических прорех.

    В настоящее время по разведанным  запасам нефти Россия занимает второе место в мире вслед за Саудовской Аравией, её запас ориентировочно составляют - 20,2 млрд. т.

    Нынешнее  состояние нефтяной промышленности России характеризуется сокращением  объемов прироста промышленных запасов  нефти; снижением качества и темпов их ввода; сокращением объемов разведочного и эксплуатационного бурения; увеличением количества бездействующих скважин; повсеместным переходом на механизированный способ добычи при резком сокращении фонтанизирующих скважин; отсутствием сколько-либо значительного резерва крупных месторождений; необходимостью вовлечения в промышленную эксплуатацию месторождений, расположенных в не обустроенных и труднодоступных районах; прогрессирующим техническим и технологическим отставанием отрасли; недостаточным вниманием к вопросам экологии.            

    2  Путь нефти от места добычи до реализации нефтепродуктов.

    Почти вся добываемая в мире нефть, извлекается  посредством буровых скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления. Для подъема нефти и сопутствующих  ей газа и воды на поверхность скважина имеет герметичную систему подъемных труб, механизмов и арматуры, рассчитанную на работу с давлениями, соизмеримыми с пластовыми. Добыче нефти при помощи буровых скважин предшествовали примитивные способы: сбор ее на поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, посредством колодцев.

    Затем сырую нефть доставляют на нефтеперерабатывающие  заводы. Это осуществляется  океанскими танкерами  для нефти и трубопроводами  для сырой нефти и газа. Путем  нефтепереработки получают различные  топлива,  взрывчатые вещества,  асфальт, деготь,  нефтехимикаты, сжиженный нефтяной газ, парафин и т.д. 

    Основные  стадии переработки.

    Первичные процессы:

    Первичные процессы переработки не предполагают, химических изменений нефти и  представляют собой ее физическое разделение на фракции

    1.Подготовка  нефти 

    Нефть поступает на НПЗ в подготовленном для транспортировки виде. На заводе она подвергается дополнительной очистке  от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С1-С4) и обезвоживанию  на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).

    2.Атмосферная  перегонка 

    Затем нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку, где разделяется на несколько  фракций: прямогонный бензин (легкую нафту), тяжелую нафту, керосин, дизтопливо, атмосферный газойль и остаток атмосферной перегонки - мазут. Количество получаемых фракций и их качества различаются и лишь условно соответствуют приведенным названиям.

    3.Вакуумная  дистилляция 

    Вакуумная дистилляция - процесс отгонки из тяжелых фракций (остатков атмосферной перегонки) продукции пригодной для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины, и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжелый остаток называется гудроном. При продувании воздухом из него получают битумы.

    Вторичные процессы  

    Целью вторичных процессов является увеличение количества производимого автомобильного топлива, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы

    1.Риформинг 

    Риформинг — это процесс обогащения бензиновых фракций нефти ароматическими и  другими циклическими углеводородами. Риформингу подвергается тяжелая нафта (лигроин), вторая из фракций атмосферной  перегонки. В результате риформинга лигроин обогащается ароматическими соединениями и его октановое число повышается примерно до 70. Полученный продукт (риформат) используется как компонент для производства автобензинов и как сырье для извлечения ароматических углеводородов.

myunivercity.ru

Транспортировка, хранение, отпуск нефти и нефтепродуктов — курсовая работа

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЕДЕНИЕ

Транспортировка, хранение, отпуск нефти и нефтепродуктов сопровождаются потерями, сокращение которых —  важная народнохозяйственная задача. За последние годы проделана большая работа по сокращению таких потерь. Созданы принципиально новые схемы транспортировки и обработки нефти, предусматривающие герметизацию и автоматизацию всех производственных процессов. На нефтебазах и магистральных трубопроводах построено большое число резервуаров с понтонами, проведена значительная работа по модернизации действующих резервуаров путем дооборудования их понтонами, внедрению новых типов резервуарного оборудования. На магистральных трубопроводах все больше применяются последовательная перекачка нескольких сортов нефти и нефтепродуктов по одному трубопроводу с применением шаровых разделителей и перекачка из «насоса в насос». При сливе и наливе автомобильных и железнодорожных цистерн применяют автоматизированные системы налива. Причалы морских и речных нефтебаз оборудуют автоматизированными и механизированными шлангующими устройствами, которые обеспечивают герметизированный слив и налив нефтеналивных судов.

Однако, несмотря на проводимые мероприятия по сокращению потерь, величина их остается значительной. Ущерб, наносимый потерями, определяется не только стоимостью, но и уменьшением ресурсов нефтепродуктов, ухудшением их качества, загрязнением атмосферы и водоемов.

 

 

 

 

 

 

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Определить потери  автобензина от «малых дыханий» первого  числа V месяца из резервуара РВС-5000, расположенного в городе Львове.

Размеры резервуара, м:

Диаметр D=22,79

Высота  Н=11,85

Крыша – коническая

Высота конуса крыши Нк=0,57

Высота взлива бензина  Нвзл=5,5

Средняя высота газового пространства Нг=11,85-5,5+0,57/3=6,54

Географическая широта Львова – 48019’

Плотность бензина r=0,73 кг/м3

Температура начала кипения бензина  Тнк=311 К

Метеорологические данные

Нагрузка дыхательных  клапанов Ркв=196,2 Па

                                          Ркд=1962 Па

Температура воздуха, К:

Твmax=301=28 0С

Твmin=285=12 0С

Резервуар окрашен алюминиевой  краской e=0,5

Продолжительность дня t=17,5 часа

Барометрическое давление ра=101200 Па

Из резервуара бензин откачали 27 часов назад от уровня взлива 11 м до Нвзл. Производительность откачки 550 м3/ч.

Число клапанов НДКМ-200, n=2, диаметр патрубка клапана d=200 мм.

 

 

 

5. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ОТ «МАЛЫХ  ДЫХАНИЙ»

Предварительные расчеты

Геометрические характеристики резервуара

                                                             (5.1)

Подставляя значения получим

м2

Поверхность стенок, ограничивающих газовое пространство (включая крышу)

                                                   (5.2)

Подставляя значения получим 

м2

Вертикальная проекция стенок, ограничевающих газовое пространство

                                                            (5.3)

м2

Объём газового пространства

                                                             (5.4)

 м3

Определяем температуру  в газовом пространстве резервуара

Для надземных вертикальных цилиндрических стальных резервуаров  при длительном неподвижном хранении эти температуры рассчитывают по приближенным формулам:

                                               (5.5)

                                               (5.6)

где DТП— амплитуда колебания температуры поверхности нефтепродукта.

Средняя температура  поверхности нефтепродукта ТПср может быть   принята   приблизительно   равной     средней     температуре воздуха   Тв.   Поскольку  испарение  днем  вызывает  охлаждение поверхности   нефтепродукта,   а   частичная   конденсация     паров ночью  приводит  к  ее  нагреванию,  то  оба  процесса  стремятся к сохранению ТП»const поэтому принимаем:

если не известна средняя  температура нефтепродукта в  резервуаре,

ТПср= Твср

Из  экспериментальных  данных   амплитуда   колебания   температуры   поверхности   нефтепродукта     в     среднем   составляет 0,2—0,6 от амплитуды  колебания температуры газового пространства DТг т. е.

DТП=0,4DТг                                                                            (5.7)

Амплитуды колебания  температуры газового пространства могут быть рассчитаны по эмпирической формуле И. П. Бударова, которая для  вертикальных стальных резервуаров  имеет вид:

                                  (5.8)

где       Fкр – площадь крышы резервуара;

F – площадь боковой поверхности стенки резервуара, ограничивающей газовое пространство резервуара;

Твср – средняя температура воздуха.

Если известна амплитуда  колебания температуры газового пространства DТг, то можно вычислить его максимальную, минимальную и среднюю температуры. Как показывают наблюдения, можно принять

                                                (5.9)

тогда

                                              (5.10)

На практике в расчетах по формулам  (5.9) — (5.10) вместо среднесуточных температур воздуха можно использовать среднемесячные температуры, что упрощает вычисления. Значения среднесуточных температур воздуха для заданного района берут по данным Гидрометеоцентра, а среднемесячные — по климатологическому справочнику.

Подставляя значения в формулы получим

Тгmin»12 0С

DТг=0,0007×16(20+50)1,7(445/473)0,259=15 0С

Тгvax=12+15=27 0С

                            (5.11)

где pкд -  избыточное давление в газовом пространстве,соответствующий нагрузке                                               вакуумного клапана давления  кГ/м2 ;                                   

pвк – вакуум в газовом пространстве, соответствующий нагрузке вакуумного клапана давления  кГ/м2 ;

mн -  молекулярная масса паров нефтепродукта, определяемая по уточненной формуле Б.М.Воинова и равна 74,3;

R     -   газовая постоянная 11,4.

                                                            (5.12)

                                                                 (5.13)

                                                                 (5.14)

где  С –  средняя за время процесса концентрация паров нефтепродукта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На размеры потерь нефтепродуктов от испарения при  технологических операциях существенное влияние оказывает температурный режим резервуаров, под которым подразумевается 1-суточное изменение температур газового пространства и верхних слоев нефтепродукта в резервуаре.

Температурный режим  надземных вертикальных цилиндрических резервуаров зависит от метеорологических условий — температурных колебаний окружающей среды и воздействия солнечных лучей, а также от конструктивных особенностей резервуара и условий его эксплуатации.

В данной работе представлен  расчет потерь нефтепродукта за 27 часов  от испарений от  малых дыханий. Из расчета видно что основными  факторами влияющими на размер потерь является температурный режим резервуаров.

Из расчета следует, что резервуар РВС-5000 находящийся  на юге и опорожненный на половину теряет приблизительно 362 кг нефтепродукта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.   Л.М. Межирицкий Оператор нефтебазы. М., «Недра», 1976, 239 с.

  1. Н.Н. Константинов Борьба с потерями от испарений нефти и нефтепродуктов. М., «Гостоптехиздат», 1961, 261 с.
  2. Проектирование и эксплуатация нефтебаз. Учебник для вузов/С.Г. Едигаров, В.М. Михайлов, А.Д. Прохоров, В.А. Юфин – М., Недра, 1982, 280 с.
  3. Правила и инструкции по технической эксплуатации металических резервуаров и очисных сооружений. М., «Недра», 1977, 464 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

myunivercity.ru