Ауыл шаруашылық ғылымдары агрономия
жүктеу/скачать 6,8 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- СОСТОЯНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕГКИХ ФРАКЦИЙ (УЛФ) НА НЕФТЕБАЗАХ
- Таблица 1 – Потери нефтепродуктов из наземных резервуаров, т/год
- Объем резервуара, м
- Рисунок 1 – Средства сокращения потерь от испарения (УЛФ – улавливание лёгких фракций)
- Рисунок 2 – Классификация систем хранения нефтепродуктов по принципу функционирования
- Таблица 2 – Годовые потери от испарения легких фракций углеводородов при хранении их в емкостях различного объема
- Емкость резервуара, м
- Общие потери, т/год Материальные потери, тыс. тг/год 100
- О СОСТОЯНИИ ПАРКА ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ И ПЕРСПЕКТИВАХ ЕГО ОБНОВЛЕНИЯ В ЗАПАДНОМ КАЗАХСТАНЕ
ЛИТЕРАТУРА Бердин, Т. Г. Проектирование разработки нефтегазовых месторождений системами горизонтальных скважин / Т. Г. Бердин. – М. : ООО Недра. – 2001. Пересиянцев, М. Н. Добыча нефти в осложненных условиях / М. Н. Пересиянцев. – М. ООО Недра. – 2001. Лысенко, В. Д. Разработка малопродуктивных нефтяных месторождений / В. Д. Лысенко, В. И. Грейфер. М. : ООО Недра. – 2001. УДК 622.692.2 СОСТОЯНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕГКИХ ФРАКЦИЙ (УЛФ) НА НЕФТЕБАЗАХ Л. А. Чурикова, кандидат техн. наук, доцент, Ю. Г. Косарев, доцент Западно-Казахстанский аграрно-технический университет имени Жангир хана Бұл мақалада көмірсутектер буларының атмосфераға бөлінуінің шиеленісі қисынға келіп, олармен күресудің дәстүрлі құралдары көрсетілген және талданған. Көмірсутектердің жеңіл қоспаларның шығынын төмендететін тәсілдердің тиімділік коэффициенттерін салыстырмалы бағалап, мұнай өнімдері буларының атмосфераға бөлінуін төмендететін ең тиімді қондырғысы болып жеңіл қоспаларды ұстап алу қондырғысы анықталды. В настоящей статье сформулирована проблема выбросов паров углеводородов в атмосферу, перечислены и проанализированы традиционные средства борьбы с ними. На основании сравнительной оценки по коэффициенту эффективности методов снижения потерь легких фракций углеводородов выявлено, что наиболее эффективными по снижению выбросов в атмосферу паров нефтепродуктов являются установки улавливания легких фракций (УЛФ). In present article the problem of hydrocarbons steam emissions to the atmosphere is formulated, traditional means of struggle against them are listed and analysed. On the basis of a comparative estimation on effectiveness ratio of methods of decrease in losses of easy fractions of hydrocarbons it is revealed, that the most effective in decrease of oil products steam emissions in an atmosphere are installations of catching of easy fractions. Ежегодно по различным оценкам [1] в атмосферу планеты выбрасывается 50...90 млн т углеводородов. Значительная часть этих выбросов приходится на предприятия нефтеперерабатывающей и нефтегазодобывающей отраслей промышленности. Удельные потери углеводорода за счет их испарения на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) различных стран мира составляют 1,1...1,5 кг на 1 т продукта [1]. Значительное загрязнение атмосферного воздуха парами нефтепродуктов происходит при заполнении и опорожнении резервуаров нефтехранилищ при так называемых "дыханиях" резервуаров. С момента добычи до непосредственного использования нефтепродукты подвергаются более чем 20 перевалкам, при этом 75 % потерь происходит от испарений и только 25 % приблизительно от аварий и утечек [2]. К наиболее существенным потерям нефтепродуктов при хранении, приеме и выдаче потребителям относятся естественные потери, обусловленные испарением нефтепродуктов. Кроме уменьшения количества горючего при испарении ухудшается его качество вследствие безвозвратной потери низкокипящих углеводородов. Поскольку скорость испарения различных углеводородов неодинакова, наряду с повышением содержания высококипящих углеводородов в нефтепродуктах меняется их состав: увеличивается доля ароматических углеводородов в результате уменьшения количества нафтенопарафиновых. Это повышает плотность горючего, снижает давление его насыщенных паров, увеличивает плотность фракционного состава и изменяет другие эксплуатационные показатели. Основная масса "дышащих" резервуаров сосредоточена на нефтепромыслах, нефтеперекачивающих станциях и в резервуарных парках нефтеперерабатывающих заводов. На долю резервуарных парков приходится примерно 70 % всех потерь нефтепродуктов на НПЗ. Загрязнение атмосферы парами нефти и нефтепродуктов происходит также при наливе автомобильных и железнодорожных цистерн на эстакадах и при заправке автомашин на АЗС. Удельные потери нефтепродуктов при наливе железнодорожных цистерн в несколько раз превышает потери из резервуаров. Потери углеводородов при "больших дыханиях" вызваны сжатием паровоздушной смеси (ПВС) в газовом пространстве (ГП) резервуара поступающим в него жидким нефтепродуктом. Когда давление в ГП достигнет некоторого предельного значения, происходит выброс части ПВС в атмосферу через специальный "дыхательный" клапан. Обратное явление - поступление воздуха в резервуар - отмечается при откачке продукта. Объем «большого дыхания» приблизительно соответствует поступившему в резервуар количеству продукта. Потери от него растут при увеличении оборачиваемости (число циклов приема-откачки) и зависят от климатической зоны. В таблице 1 представлены данные о потерях в наземных резервуарах со стационарными крышами [3]. Таблица 1 – Потери нефтепродуктов из наземных резервуаров, т/год
Потери от "больших дыханий" определяются рядом факторов: объемом, температурой и газонасыщенностью закачиваемого в резервуар нефтепродукта, концентрацией паров нефтепродукта в ПВС, давлением в ГП. Содержание паров в ГП повышается в процессе заполнения резервуара, однако основная масса паров углеводородов накапливается в ГП в период хранения нефтепродукта в резервуаре. Среднегодовые потери от "больших дыханий" составляют около 0,14 % от объема хранимого нефтепродукта [4]. На процесс испарения нефти и нефтепродуктов из резервуаров в статических условиях существенно влияют температура окружающей среды, активность солнечной радиации, давление и объем газового пространства, площадь контакта нефтепродукта с газовым пространством, атмосферное давление и др. [1]. Объем потерь нефти и нефтепродуктов при их хранении также зависит от условий работы резервуарных парков. Так, потери от испарений в резервуарных парках нефтеперерабатывающих предприятий разделяются на следующие составляющие: потери от вентиляции газового пространства 60-65 %; от "больших дыханий" 32-34 %; от "малых дыханий" 3-6 %. Высокий процент потерь при вентиляции газового пространства объясняется нарушением требований герметизации резервуаров (особенно крыш), потери от "больших дыханий" обусловлены высокой оборачиваемостью резервуаров. В условиях длительного хранения нефтепродуктов потери происходят в основном при "малых дыханиях". Уменьшение объема выбросов паров углеводородов в атмосферу может быть достигнуто различными путями: улучшением герметизации емкостей; снижением абсолютных значений температуры ГП и хранимых продуктов, а также уменьшением амплитуды их колебаний; уменьшением объема ГП в резервуаре; улавливанием паров углеводородов, образующихся в резервуарах. Практическая реализация этих путей в виде организационно-технических решений представлена на рисунке 1.
Сравнительная эффективность (%) снижения выбросов паров углеводородов некоторых из этих систем составляет [4, 5]: средства сокращения потерь от испарения (УЛФ – улавливание лёгких фракций), плавающие крышки (ПК) и понтоны 70..95, газоуравнительные системы 60..90, сорбционные системы 90...96, компрессионные системы до 98. В Институте проблем нефтехимпереработки АН РФ была проведена сравнительная оценка уровня загрязнения атмосферы в результате внедрения описанных методов в товарно-сырьевых парках нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ). Сравнительная оценка выполнена по принципу нормирования (приведения массы выброса к эквивалентной массе диоксида серы, который используется в расчетах индекса загрязнения атмосферы ИЗА). Коэффициенты эффективности для методов снижения потерь ЛФУ таковы: Стальной резервуар с дыхательной арматурой – 220; Стальной резервуар с понтоном – 88; Группа стальных резервуаров с газоуравнительной линией – 66; Резервуар с конденсаторной системой ПКХМ – 35; Технология УЛФ- 2; В настоящее время наибольшее распространение за рубежом в качестве средств сокращения потерь углеводородов получили плавающие крыши и понтоны. Они обеспечивают значительную степень сокращения потерь и относительно дешевы и просты. Доля резервуаров с ПК и понтонами за рубежом превышает 60 % от общего числа резервуаров [5]. Эти средства сокращения потерь являются одними из самых распространенных, так как до сих пор велико число резервуаров, не имеющих никаких средств сокращения потерь от испарений. Использование ПК и понтонов связано с рядом конструктивных и технологических проблем, которые затрудняют их применение. Основными из них являются: потопление и заклинивание ПК и понтонов из-за неравномерной нагрузки от атмосферных осадков, перекоса направляющих труб, образования твердых отложений на стенках резервуара; потери углеводородов со смоченных стенок резервуара; возможность загрязнения хранимого нефтепродукта примесями из атмосферного воздуха; повышенная пожаро- и взрывоопасность. Анализ современных способов улавливания паров нефтепродуктов, основанных на принципах адсорбции паров, закачивания в освобождающиеся емкости, мембранного разделения и других процессов, показывает, что они отличаются значительной стоимостью. Очевидно, что наиболее эффективными по снижению выбросов в атмосферу паров нефтепродуктов являются установки улавливания легких фракций (УЛФ). В настоящее время существует большое количество таких установок, с различным конструктивным исполнением и принципами работы. При высокой эффективности существующие установки этого типа обладают рядом недостатков: они дорогостоящи, имеют сложное оборудование и систему управления, требуют наличия потребителей сухого газа и т.д. При этом затраты на сооружение и эксплуатацию улавливающих установок обычно превышают стоимость сбереженного продукта. В то же время на современном уровне технического оснащения нефтебаз и складов горючего естественные потери нефтепродуктов от испарения с высокой экономичностью практически полностью могут быть устранены в результате применения разработанных стирлинг-технологий, основанных на применении низкотемпературных холодильных машин Стирлинга [6, 7, 8, 9]. На основе стирлинг-технологий разработаны несколько типов систем хранения нефтепродуктов [5, 9] (рисунок 2). Данная технология относится к классу конденсационных систем. Улавливание ЛФУ происходит за счет их охлаждения с последующей конденсацией. Низкотемпературные холодильные машины Стирлинга высокоэффективно работают в диапазоне до – 250 °С, что позволяет сжижать при атмосферном давлении весь спектр легких углеводородов. В качестве ожижителей газов применялись машины Стирлинга фирм «Werkspoor» и «Philips». Установки работают в автоматическом режиме без присутствия обслуживающего персонала. Низкотемпературная машина Стирлинга Российского производства из состава воздухоразделительной установки «ЗИФ-1002» имеет на уровне 223 К (– 50 °С) холодопроизводительность, обеспечивающую улавливание и конденсацию паров ЛФУ нескольких крупных резервуаров с нефтепродуктами.
Системы бездренажного хранения нефтепродуктов на основе Стирлинг-технологий Установки с непосредственным сжижением ЛФУ в низкотемпературных машинах Стирлинга Установки с барботажем ЛФУ на основе криогенных машин Стирлинга и промежуточного азотного контура Установки термостатирования газового пространства резервуаров нефтепродуктов на основе криогенных машин Стирлинга и азотного контура Рисунок 2 – Классификация систем хранения нефтепродуктов по принципу функционирования Принципиально новый подход к проблеме улавливания ЛФУ при хранении нефтепродуктов может быть реализован на основе способа разделения паровоздушной смеси за счет конденсации паров легких углеводородов в контактном теплообменнике при барботаже паровоздушной смеси через слой охлажденного продукта. В качестве охлаждающей среды при этом используется жидкий азот. Ранее данный способ не применялся на практике ввиду трудоемкости доставки жидкого азота к месту хранения нефтепродуктов. Применение стирлинг-технологий позволяет решить проблему путем регенерации жидкого азота непосредственно на нефтебазе и тем самым сделать вышеуказанный способ улавливания высокорентабельным за счет снижения себестоимости процесса, исключения транспортных расходов на доставку жидкого азота и безвозвратной потери азота. В таблице 2 представлены ожидаемые годовые потери от испарения легких фракций углеводородов при хранении их в емкостях различного объема Таблица 2 – Годовые потери от испарения легких фракций углеводородов при хранении их в емкостях различного объема
При расчете основных технико-экономических показателей при условии эксплуатации резервуарного парка, представленного в таблице 2 при коэффициенте оборачиваемости 96 % установлено, что для улавливания 100 % Л ФУ необходимо 12 криогенных машин Стерлинга «ЗИФ-1002» и не менее 4 резервных машин. Стоимость проекта (включая стоимость общего числа криогенных машин Стерлинга, дополнительного оборудования, проектных и строительно-монтажных работ и др.) составляет 900 тыс. долл. США. Годовой экономический эффект от применения систем улавливания ЛФУ на основе криогенных машин Стирлинга составляет более 75 млн. тенге, а срок окупаемости не превышает 2 лет. Это свидетельствует о высокой экономической рентабельности разработанных систем бездренажного хранения нефтепродуктов. Таким образом, применение установок улавливания ЛФУ на основе стирлинг-технологий позволит: сохранить произведенные с большими затратами нефтепродукты, часть которых ранее терялась безвозвратно из-за отсутствия современных эффективных средств утилизации ЛФУ; получить дополнительную прибыль от реализации сохраненной части продукции; улучшить экологическую обстановку и условия труда обслуживающего персонала не только на нефтебазах, но и в расположенных рядом жилых массивах; уменьшить пожароопасность нефтебаз, повысить срок службы резервуаров и качество отпускаемых потребителям нефтепродуктов. ЛИТЕРАТУРА Кавнев, Г. М. Охрана воздушного бассейна на предприятиях нефтепереработки и нефтехимии в связи с переходом на новые экономические методы управления / Г. М. Кавнев, Н. С. Моряков, В. К. Загвоздкин, В. А. Ходякова. – М. : ЦНИИТЭнефтехим. – 1989. – 120 с. Веревкин, С. И. Повышение надежности резервуаров, газгольдеров и их оборудования / С. И. Веревкин, Е. Л. Ржавский. – М. : Недра. – 1980. – 284 с. Яковлев B. C. Хранение нефтепродуктов. Проблемы защиты окружающей среды / B. C. Яковлев. – М. : Химия. – 1987. – 155 с. Блинов, И. Г. Перспективные методы сокращения потерь нефтепродуктов от испарения в резервуарах / И. Г. Блинов, В. В. Герасимов, А. А. Коршак, В. Ф. Новоселов, Ю. А. Седелев. – М.:ЦНИИТЭнефтехим. – 1990 (Тем. обзор). – 100 с. Коршак, А. А. Системы улавливания легких фракций нефти и нефтепродуктов из резервуаров: Учебное пособие / А. А. Коршак, И. Г. Блинов, В. Ф. Новоселов. – Уфа. : Изд. Уфим. нефт. институра. – 1991. – 186 с. Кириллов, Н. Г. Машины Стирлинга для высокоэффективных и экологически чистых систем автономного энергоснабжения / Н. Г. Кириллов. //Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2000. – №12. – С. 21-24 Кириллов, Н. Г. Новые технологии сокращения выбросов в окружающую среду при хранении нефти и нефтепродуктов/ Н. Г. Кириллов. // Вестник СРП. – 2002. – №4. – С. 10-14 Кириллов, Н. Г. Новая технология хранения нефтепродуктов / Н. Г. Кириллов. // Энергетика и промышленность России. – 2003. – № 2. – С. 28-29. Кириллов, Н. Г. Установки по улавливанию легких фракций углеводородов при хранении нефти и нефтепродуктов на основе машин Стирлинга / Н. Г. Кириллов. // Нефтяное хозяйство. – 2003. – № 2. – С. 77-79. УДК 631.354.2 О СОСТОЯНИИ ПАРКА ЗЕРНОУБОРОЧНЫХ КОМБАЙНОВ И ПЕРСПЕКТИВАХ ЕГО ОБНОВЛЕНИЯ В ЗАПАДНОМ КАЗАХСТАНЕ жүктеу/скачать 6,8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
