ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

СКБ "ТРАНСНЕФТЕАВТОМАТИКА"

 

 

МЕТОДИКА

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЗАЧИСТКИ РЕЗЕРВУАРОВ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ НК "РОСНЕФТЬ"

 

 

Методика устанавливает порядок определения потерь нефтепродуктов при проведении зачистки резервуаров на предприятиях нефтепродуктообеспечения НК "Роснефть".

Методика распространяется на вертикальные, в том числе оснащенные понтонами и плавающими крышами, и горизонтальные стальные резервуары.

 

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

1.1. Резервуары должны периодически зачищаться в соответствии с требованиями ГОСТ 1510. Кроме того, резервуары зачищают перед ремонтом, градуировкой, нанесением защитных покрытий на внутреннюю поверхность резервуара, сменой марки нефтепродуктов и выполнением других технологических операций.

1.2. В процессе технологических операций зачистки резервуаров часть остатка нефтепродукта выделяется из продукта размыва и после определённой очистки на очистных сооружениях с пониженным качеством откачивается в технологические резервуары с нефтепродуктом, имеющим запас качества, или переводится в смесь отработанных нефтепродуктов (СНО). Остальная часть остатка нефтепродукта теряется безвозвратно -испаряется в атмосферу при вентилировании (дегазации) и мойке, растворяется и, смешиваясь с промывочной жидкостью, не поддаётся очистке на очистных сооружениях.

1.3. Количество безвозвратных потерь нефтепродуктов зависит от полноты и качества технологических операций зачистки и эффективности работы очистных сооружений.

На основе экспериментальных данных механизированной зачистки резервуаров, эффективности работы очистных сооружений» литературных сведений и опыта применения ранее разработанных норм технологических потерь при зачистке /3-14/ установлено, что для нефтепродуктов I группы безвозвратные потери составляют 55 % от количества остатка нефтепродукта, для II и III групп - 40 %, IV и V группы — 30%, остальная часть остатка - это потери от снижения качества нефтепродукта.

1.4. Расчётами определяются потери нефтепродуктов при зачистке резервуаров, проводимой в соответствии с "Инструкцией по зачистке резервуаров от остатков нефтепродуктов".

 

2. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЗАЧИСТКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

 

Технологические потери при зачистке резервуаров состоят из массы нефтепродукта, остающегося в донном осадке в резервуаре после выполнения первого этапа зачистки, и массы нефтепродукта, налипшего на внутренние стенки и конструкции резервуара, удаляемого из резервуара на следующих этапах зачистки - разогреве, дегазации, промывке и удалении оставшихся на дне механических примесей (ржавчины, песка, и др.).

2.1. Масса потерь нефтепродуктов определяется по формуле:

М = М_д.от. + М_ст.                                                            (1)

где: М_д.от. - масса нефтепродукта в донных отложениях, кг;

М_ст. - масса нефтепродукта, налипшего на внутренние стенки и конструкции резервуара, кг;

2.2. Масса нефтепродукта в донных отложениях определяется по формуле:

М_д.от = 0,785 · Д² · h · r · N                                                 (2)

где: Д - внутренний диаметр резервуара, м;

h - средняя высота слоя донных отложений, м;

r - плотность нефтепродукта в донных отложениях, кг/м³.

Принимается для расчетов r = 1000 кг/м³.

N - доля содержания нефтепродукта в донных отложениях. По усредненным данным результатов отечественных и зарубежных НИР и ОКР по очистке резервуаров для нефтепродуктов I группы N = 0,65; для нефтепродуктов II-V групп N = 0,7.

Средняя высота донных отложений вычисляется не менее чем из пяти результатов измерений в точках, расположенных на диаметральной линии днища, проходящей через приёмо-раздаточный патрубок, по формуле:

n_ср. = (n₁ + n₂ + ... + n_i) / n                                                       (3)

где: n - количество измерений.

2.3. Масса нефтепродукта, налипшего на внутренние стенки резервуара, рассчитывается по формуле:

М_cт = К_н · S                                                                   (4)

где: К_н - коэффициент налипания нефтепродукта на металлическую поверхность, кг/м²;

S - площадь поверхности налипания, м²

2.3.1. Коэффициент налипания нефтепродукта на металлическую поверхность определяется по экспериментально найденным эмпирическим зависимостям после математической обработки результатов определения массы налипших нефтепродуктов с различной вязкостью /10/ на металлическую поверхность с учетом приведения размерностей параметров, входящих в формулу:

для вязкости, выраженной в мм²/с

К_н. = 0,01217 · v^0,220 кг/м²                                                     (5)

для вязкости, выраженной в см²/с

К_н. = 0,03349 · v^0,220 кг/м²                                                     (6)

для вязкости, выраженной в м²/с

К_н. = 0,25367 · v^0,220 кг/м²                                                     (7)

где: v - кинематическая вязкость при температуре налипания.

В расчётах норм потерь нефтепродуктов приняты следующие значения коэффициентов налипания в вертикальных стальных резервуарах:

Для I группы нефтепродуктов К_н. = 0,0142 кг/м²

Для II группы нефтепродуктов К_н. = 0,0257 кг/м²

Для III группы нефтепродуктов К_н. = 0,0335 кг/м²

Для IV группы нефтепродуктов К_н. = 0,0478 кг/м²

Для V группы нефтепродуктов К_н. = 0,0608 кг/м²

2.3.2. Площадь поверхности налипания нефтепродуктов в вертикальных резервуарах определяется по формуле:

без понтона S = p · D · H где:                                                                                                         (8)

с понтоном S = p · D · H + 0,785 *D²

S - площадь поверхности налипания, м²;

D - внутренний диаметр резервуара, м

Н - высота смоченной нефтепродуктов поверхности стенки вертикального резервуара, м.

2.4. Относительная погрешность определения массы нефтепродукта в донных отложениях в вертикальных резервуарах равна /15, 16/:

где: s_гр - относительная погрешность градуировки резервуара.

Для вертикальных резервуаров s_гр = 0,2 %;

s_н - относительная погрешность измерения уровня. Для вертикальных резервуаров на уровне не превышающем 0,02 Н s_н = 0,1 %

s_r - относительная погрешность определения плотности. s_r = 0,3 %

                                          (9)

2.5. Относительная погрешность определения массы нефтепродукта, налипшего на стенки вертикального резервуара, равна:

                                                            (10)

где: s_s - относительная погрешность определения площади поверхности налипания;

s_s = 0,1%;

s_v - относительная погрешность определения вязкости; s_v = 0,3 %

2.6. Относительная погрешность определения потерь нефтепродуктов при зачистке вертикальных резервуаров равна:

                                            (11)

 

3. РАСЧЁТ ПОТЕРЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЗАЧИСТКИ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ

 

Масса потерь нефтепродуктов при проведении зачистки горизонтальных резервуаров определяется по формуле (1).

3.1. Масса донных отложений в горизонтальных резервуарах рассчитывается по формуле:

М_д.от. = V · r · N                                                            (12)

где: V - объем донных отложений, м³;

r - плотность нефтепродукта в донных отложениях, кг/м³; принята в расчетах равной 1000 кг/м³;

N - доля содержания нефтепродукта в донных отложениях: для I группы нефтепродуктов N=0,65; для П - V групп N=0,7.

Осадок накапливается в нижней части резервуара, при этом распределение осадка по толщине неравномерно. В расчетах принимается часть поверхности, ограниченная дугой, равной 3/16 окружности (1/8+2/32). После подстановки и преобразования получаем формулу для определения объема осадка высотой h, образующегося в нижней части горизонтального резервуара:

V = 0,589 · l · h · (D - h)                                                       (13)

где: D - внутренний диаметр резервуара, м;

h - средняя высота донных отложений, м;

l - длина резервуара, м.

Примечание: плотность осадка, доля содержания нефтепродукта в осадке, доля поверхности горизонтальных резервуаров, на которой происходит накопление осадка, приняты по усредненным данным на основании результатов отечественных и зарубежных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по очистке резервуаров.

 

Высота донных отложений измеряется не менее, чем в пяти точках перпендикулярно к нижней образующей горизонтального резервуара. Средняя высота донных отложений рассчитывается по формуле (3).

Подставляя (13) в (12) получаем формулу для расчета массы донных отложений в горизонтальном резервуаре:

M_дот = 589 · l · h · N · (D - h)                                                 (14)

3.2. Масса нефтепродукта, налипшего на стенки горизонтального резервуара, рассчитывается по формуле (4).

3.2.1. Площадь смоченной поверхности налипания в горизонтальном резервуаре определяется с учетом того, что максимальная высота наполнения резервуара не превышает 0,9 высоты резервуара, т.е. диаметра резервуара.

S_г. = p · l · D + 0,785 · D² · 2 - S_несм.                                         (15)

где S_несм. - площадь несмоченной поверхности, м².

где:  - площадь, равная длине дуги окружности резервуара, умноженной на длину резервуара, м² ,

 - площадь двух сегментов на днищах резервуара (длина дуги и хорды определена по справочным данным).

В результате всех преобразований получаем формулу определения площади поверхности налипания в горизонтальном резервуаре:

S_г. = 3,14 · D · l + l,57 · D² - 0,6435 D · l – 2 · 0,0409 · D² = 2,498 · D · l + 1,489 · D²          (16)

3.2.2. Коэффициент налипания нефтепродукта на металлическую поверхность определяется по экспериментально найденным эмпирическим зависимостям после математической обработки результатов определения массы налипших нефтепродуктов с различной вязкостью /10/ на металлическую поверхность с учетом приведения размерностей параметров, входящих в формулу:

для вязкости, выраженной в мм²/с

К_н. = 0,0138 · v^0,209 кг/м²                                                     (17)

для вязкости, выраженной в см²/с

К_н. = 0,0362 · v^0,209 кг/м²                                                     (18)

для вязкости, выраженной в м²/с

К_н. = 0,2486 · v^0,209 кг/м²                                                     (19)

где: v- кинематическая вязкость при температуре налипания.

В расчётах норм потерь нефтепродуктов приняты следующие значения коэффициентов налипания в горизонтальных стальных резервуарах:

Для I группы нефтепродуктов К_н. = 0,0160 кг/м²

Для II группы нефтепродуктов К_н. = 0,0280 кг/м²

Для III группы нефтепродуктов К_н. = 0,0361 кг/м²

Для IV группы нефтепродуктов К_н. = 0,0506 кг/м²

Для V группы нефтепродуктов К_н. = 0,0636 кг/м²

3.2.3. Масса нефтепродукта, налипшего на стенки горизонтального резервуара:

для I группы нефтепродуктов M_r = 0,040 · D · l + 0,024 · D²

для II группы нефтепродуктов M_r = 0,070 · D · l + 0,042 · D²

для III группы нефтепродуктов М_г = 0,090 · D · l + 0,054 · D²

для IV группы нефтепродуктов М_г = 0,126 · D · l + 0,075 · D²

для V группы нефтепродуктов М_г = 0,159 · D · l + 0,095 · D²

3.3. Относительная погрешность определения массы нефтепродуктов в донных отложениях горизонтальных резервуаров равна /15, 16/

где: s_гр - относительная погрешность градуировки резервуара.

Для горизонтальных резервуаров s_гр = 1,0 %;

s_н - относительная погрешность измерения уровня. Для донных отложений высотой менее 0,1 диаметра резервуара s_н =1,19 % /15, 16/

s_r - относительная погрешность определения плотности. s_r = 0,3%

s_i - относительная погрешность за счет уклона резервуара.

При высоте осадка менее 0,1 от диаметра s_i = 0,41%

3.4. Относительная погрешность определения массы нефтепродукта, налипшего на стенки горизонтального резервуара, аналогична относительной погрешности вертикального резервуара.

3.5. Относительная погрешность определения потерь нефтепродуктов при зачистке горизонтальных резервуаров равна:

 

 

Приложение 1

 

Группировка нефтепродуктов по вязкости

 

I группа. Включает нефтепродукты с кинематической вязкостью при температуре 20 °С менее 3 мм²/с (0,000003 м²/с) и пределом выкипания до 210°С.

II группа. Включает нефтепродукты с кинематической вязкостью при температуре +20 °С до 35 мм²/с (0,000035 м²/с).

III группа. Включает нефтепродукты с кинематической вязкостью при температуре +20 °С выше 35 и до 100 мм²/с (0,0001 м²/с).

IV группа. Включает нефтепродукты с кинематической вязкостью при температуре +20 °С выше 100 и до 500 мм²/с (0,0005 м²/с).

V группа. Включает нефтепродукты с кинематической вязкостью при температуре +20 °С выше 500 мм²/с (0,0005 м²/с) и более.

 

 

Содержание

 

1. Общие положения

2. Нормы потерь нефтепродуктов при зачистке вертикальных стальных резервуаров

3. Нормы потерь нефтепродуктов при проведении зачистки горизонтальных резервуаров

Приложения:

1. Группировка нефтепродуктов по вязкости

2. Пример расчёта потерь нефтепродуктов при зачистке вертикального стального резервуара

3. Пример расчёта потерь нефтепродуктов при зачистке горизонтального стального резервуара

Список использованных источников

Методика определения потерь нефтепродуктов при проведении зачистки резервуаров на предприятиях НК "Роснефть"