Способ определения потерь применим как в процессе сбора, подготовки, транспортировки и хранения нефти на промыслах, так и при транспортировке нефти по магистральным нефтепроводам, а также может быть использован на предприятиях, занимающихся переработкой нефти, хранением, транспортировкой и распределением нефтепродуктов.
Способ определения массы потерь нефти и нефтепродуктов от испарения углеводородов во время «больших» и «малых дыханий» при хранении в резервуарах и транспортировке основан на расчетно-экспериментальном методе определения ее составляющих. При этом объем выбросов в результате вытеснения паров в процессе заполнения резервуара жидкостью («большое дыхание») или при изменении термодинамического состояния паровоздушной смеси в емкости («малого дыхания») определяется расчетным путем, а значения концентрации паров углеводородов, давления и температуры паровоздушной смеси в емкости определяется по результатам их измерений в газовом пространстве резервуара.
Значение массы потерь от испарения нефти и нефтепродуктов, налитой в емкость, определяется по формуле
где
M - масса потерь, кг;
V - объем вытесненной из резервуара газовоздушной смеси, м3;
Cср - средняя массовая концентрация паров углеводородов в вытесненной из резервуара газовоздушной смеси, кг/м3.
Известен способ определения объема углеводородов, теряемых от одного «малого дыхания» (Константинов Н.Н. Борьба с потерями от испарения нефти и нефтепродуктов - М.: Гостоптехиздат, 1961), описываемый формулой
где
VГП - объем газового пространства (ГП) емкости, м3;
Сmin, Сmax - минимальная и максимальная объемная концентрация паров углеводородов в ГП резервуара в течение суток, %;
ТПmin, ТПmax - минимальная и максимальная температура ГП резервуара в течении суток, K;
РКВ, РКД - давление срабатывания дыхательного клапана резервуара на вакуум и избыточное давление, Па;
РА - атмосферное давление, Па.
Недостатком данного способа является необходимость применения сложной и дорогой измерительной аппаратуры, значительная трудоемкость и сложность определения минимальных и максимальных значений объемной концентрации и температуры паров углеводородов в газовом пространстве, неточность определения которых приводит к увеличению погрешности определения. Кроме того, данная формула применима только для «малых дыханий», что снижает функциональность способа.
Величина потерь паров углеводородов VБД при «большом дыхании», как правило, принимается равной объему поступившей в резервуар (цистерну, танк) жидкости VЗАК (Абузова Ф.Ф., Бронштейн И.С. и др. Борьба с потерями нефти и нефтепродуктов при их транспортировании и хранении - М.: Недра, 1981)
Такой подход имеет большую погрешность, т.к. не учитывает дополнительный объем потерь, связанный с испарением углеводородов в процессе заполнения резервуара.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения углеводородов по концентрации паров, вытесняемых из резервуара за одно заполнение (РД 153-39-019-97 «Методические указания по определению технологических потерь нефти на предприятиях нефтяных компаний Российской Федерации»).
Этим способом предусматривается определение величины потерь углеводородов нефти и нефтепродуктов от испарения по формуле
где
Vi, Vi+1 - объемы газового пространства в моменты времени i, i+1;
Ci, Ci+1 - объемные концентрации углеводородов в газовом пространстве резервуара в моменты времени i, i+1;
Ti, Ti+1, Pi, Pi+1 - температура и давление газового пространства в моменты времени i, i+1;
Сср, - средняя объемная концентрации углеводородов в газовом пространстве резервуара;
То, Ро - температура и давление при нормальных условиях, K, МПа;
ρ - средняя плотность паров углеводородов в выходящей паровоздушной смеси за весь период заполнения, кг/м3.
Реализация данного способа заключается в том, что значение массы выброса паров углеводородов определяется расчетным путем с учетом измерений:
Vi, Vi+1 - объемов газового пространства резервуара в моменты времени i, i+1,
Тi, Ti+1, Pi, Pi+1 - температуры и давления газового пространства в моменты времени i, i+1,
То, Ро - температуры и давления газового пространства при нормальных условиях,
Сср - средней объемной концентрация углеводородов в выходящей паровоздушной смеси за весь период заполнения,
ρ - средней плотности паров углеводородов в выходящей паровоздушной смеси за весь период заполнения, кг/м3.
Недостатком данного способа является невозможность определения дополнительных потерь, образующихся от испарения углеводородов в процессе заполнения емкости, а также потерь от «малых дыханий».
Технический результат предлагаемого способа - повышение точности определения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения углеводородов при хранении и транспортировке, а также расширение функциональности за счет возможности его применения как для «больших», так и для «малых дыханий».
Указанный технический результат достигается тем, что объем потерь Vn, связанный с испарением углеводородов и изменением термодинамического состояния паровоздушной смеси в процессе «большого» или «малого» дыхания, определяется по формуле
или
где
VГП - объем газового пространства резервуара, м3;
С0М, С1М - массовая концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, кг/м3;
C0П, C1П - объемная концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, объемные доли;
R0 - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·K);
МП - молекулярная масса паров углеводородов, кг/моль;
Ра, - атмосферное давление, кПа;
Т0, T1 - температура паров углеводородов до и после дыхания, K.
Данные отличительные признаки в совокупности с известными являются существенными для достижения технического результата, так как в формуле определения потерь Vn углеводородов в процессе заполнения емкости и изменения термодинамического состояния паровоздушной смеси учтены потери от испарения углеводородов в процессе выброса от начального до конечного состояния, что позволит повысить точность и достоверность способа. Кроме того, величина Vn характеризует количество потерь углеводородов от «малых дыханий» при хранении, если отсутствуют технологические операции заполнения емкости.
Способ реализуется следующим образом. Масса одного выброса паров углеводородов МВ при «малом дыхании» определяется по формуле
где
Vn - объем выброса паровоздушной среды от «малого дыхания», м3;
См - массовая концентрация паров углеводородов в выбросах паровоздушной среды, кг/м3.
Вытесняемый объем паровоздушной среды из резервуара от одного «малого дыхания» определяется по формуле
или
где
VГП - объем газового пространства в резервуре, м3;
С0М, С1М - средние значения массовой концентрации углеводородов в парах до и после дыхания, кг/м3;
C0П, С1П - объемная концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, объемные доли;
Т0, Т1 - средние значения температуры углеводородов нефти или нефтепродуктов в парах до и после дыхания, K;
R0 - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·K);
МП - молекулярная масса паров, кг/моль;
Pa - атмосферное давление, Па.
Объем газового пространства резервуара VГП определяется статическими методами по ГОСТ 8.595-2004 как разница геометрического объема резервуара (данные из паспорта на резервуар) и его объема, заполненного углеводородами по результатам измерения уровня (по градуировочной таблице на резервуар). Средние значения температуры паровоздушной смеси до и после дыхания газового пространства резервуара в течение суток определяются экспериментально в середине газового пространства резервуара с помощью измерителя температуры. Среднее значение массовой концентрации или объемной концентрации паров углеводородов в газовом пространстве резервуара определяется из отобранных проб в лаборатории с помощью хроматографического анализа или газоанализатора до и после дыхания по высоте газового пространства. Количество измерений прямо пропорционально зависит от объема газового пространства резервуара. Молекулярная масса паров нефти МПН определяется по результатам хроматографического анализа.
Масса одного выброса паров углеводородов при «больших дыханиях» определяется по формуле
где
VБД - объем выброса паровоздушной среды от «большого дыхания», м3;
См - среднее значение массовой концентрации углеводородов паровоздушной среды, кг/м3.
Величина объема потерь углеводородов VБД при «большом дыхании» принимается равной сумме объемов поступившего в резервуар продукта ΔV и дополнительного объема потерь Vn, связанного с испарением углеводородов в процессе заполнения емкости и изменением термодинамического состояния паровоздушной смеси
Значение ΔV определяется статическими или динамическими методами измерения объема по ГОСТ 8.595-2004. Значение Vn определяется по формулам 8 или 9. Среднее значение температуры паровоздушной смеси в газовом пространстве резервуара до дыхания определяется экспериментально с помощью измерителя температуры в середине газового пространства резервуара, после дыхания - в выходящей паровоздушной смеси при завершении технологической операции заполнения емкости. Среднее значение массовой концентрации паров углеводородов в газовом пространстве резервуара до дыхания определяется из отобранных проб в лаборатории с помощью хроматографического анализа или газоанализатора массовой концентрации по высоте газового пространства, после дыхания - в выходящей паровоздушной смеси. Измерения проводятся через n равных отрезков времени в соответствии с уровнями измерения концентраций, количество измерений прямо пропорционально зависит от объема газового пространства резервуара.
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ, учитывающий дополнительный объем потерь Vn, связанный с испарением углеводородов в процессе заполнения емкости и изменением термодинамического состояния газовой смеси.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, приспособления и материалы, широко распространенные в области измерительной техники.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ПОТЕРЬ НЕФТИ ИЛИ НЕФТЕПРОДУКТОВ ОТ ИСПАРЕНИЯ В ВЫБРОСАХ ПАРОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ВО ВРЕМЯ НАЛИВА В ТРАНСПОРТНЫЕ ЕМКОСТИ | 2013 |
|
RU2542451C1 |
Способ определения потерь нефти и нефтепродуктов от малых дыханий при хранении в резервуарах | 2021 |
|
RU2779339C1 |
Способ определения массы потерь нефти или нефтепродуктов от испарения в выбросах паровоздушной смеси во время налива в транспортные емкости | 2023 |
|
RU2813905C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА НЕФТЕПРОДУКТА В ВЫБРОСАХ ПАРОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ИЗ РЕЗЕРВУАРА | 2002 |
|
RU2240512C2 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫБРОСОВ УГЛЕВОДОРОДОВ ИЗ РЕЗЕРВУАРОВ В АТМОСФЕРУ | 2021 |
|
RU2783130C1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ОТ ИСПАРЕНИЯ ПРИ МАЛЫХ ДЫХАНИЯХ РЕЗЕРВУАРОВ | 2014 |
|
RU2561660C1 |
СПОСОБ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ В РЕЗЕРВУАРАХ, ИМЕЮЩИХ ВАКУУМНЫЕ КЛАПАНЫ | 1994 |
|
RU2077463C1 |
Блок учета и контроля испарений нефти | 2021 |
|
RU2768690C1 |
Способ измерения массы углеводородов, образующих остатки в транспортных емкостях по окончании слива нефти и нефтепродуктов | 2022 |
|
RU2774630C1 |
СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕЗЕРВУАРНЫХ ПАРКОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ | 2013 |
|
RU2536216C1 |
Способ определения потерь нефти и нефтепродуктов применим как в процессе сбора, подготовки, транспортировки и хранения нефти на промыслах, так и при транспортировке нефти по магистральным нефтепроводам, а также может быть использован на предприятиях, занимающихся переработкой нефти, хранением, транспортировкой и распределением нефтепродуктов. Способ заключается в том, что объем потерь нефти и нефтепродуктов от испарений углеводородов и изменения термодинамического состояния паровоздушной смеси в процессе «большого» или «малого» дыханий, определяется по формулам:
или
где
VГП - объем газового пространства резервуара, м3;
C0М, C1М, - массовая концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, кг/м3;
C0П, C1П - объемная концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, объемные доли;
Ro - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·K);
Мп - молекулярная масса паров углеводородов, кг/моль;
Pa, - атмосферное давление, кПа;
T0, Т1 - температура паров углеводородов до и после дыхания, K. Техническим результатом является повышение точности определения потерь нефти и нефтепродуктов при хранении и транспортировке, а также расширение функциональности за счет возможности его применения как для «больших», так и для «малых дыханий».
Способ определения массы потерь нефти и нефтепродуктов от испарения углеводородов при хранении и транспортировке в резервуарах, основанный на расчетно-экспериментальном методе определения ее составляющих, при реализации которого значение объема выбросов в результате вытеснения паров с воздухом в процессе заполнения емкости жидкостью («большого дыхания») или изменения термодинамического состояния паровоздушной смеси в емкости («малого дыхания») определяется расчетным путем, а значения концентрации паров углеводородов, давления и температуры паровоздушной смеси в резервуаре по результатам их измерений в газовом пространстве, отличающийся тем, что объем потерь углеводородов от испарения и изменения термодинамического состояния паровоздушной смеси в процессе «большого» или «малого» дыханий определяется по формулам
или
где
VГП - объем газового пространства резервуара, м3;
С0М, С1М - массовая концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, кг/м3;
С0П, С1П - объемная концентрация углеводородов в парах до и после дыхания, объемные доли;
R0 - универсальная газовая постоянная, Дж/(моль·K);
МП - молекулярная масса паров углеводородов, кг/моль;
Ра - атмосферное давление, кПа;
Т0, Т1 - температура паров углеводородов до и после дыхания, K.
Паровозный золотник (байпас) | 1921 |
|
SU153A1 |
Устройство для электрической сигнализации | 1918 |
|
SU16A1 |
Устройство для сигнализации о неисправностях многоканальной сейсмической станции | 1958 |
|
SU118621A1 |
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕРЬ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩАХ | 1999 |
|
RU2152341C1 |
US 0006582025 B2 24.06.2003 | |||
WO 2004104785 A3 02.12.2004 |
Авторы
Даты
2015-02-20—Публикация
2013-10-04—Подача