20.09.2020

Заполните форму и наши менеджеры свяжутся с Вами в ближайшее время

Также предложить варианты Б/У емкостей

Достаточно ли плавающей крыши для резервуаров со сланцевой нефтью?

Истинное давление пара (ИДП) – это физическое свойство, имеющее отношение к способности жидкости испаряться. ИДП является основным параметром, используемым при оценке испарений из резервуара, который также используется для определения целесообразности применения к указанному резервуару Правил контроля качества воздуха. Если рассматриваемый резервуар для хранения жидкостей содержит летучую органическую жидкость, ИДП которой превышает 11.1 фунтов на квадратный дюйм абсолютного давления (фунт/дюйм2), Правила в большинстве случаев не позволяют использовать плавающую крышу в качестве способа регулирования, а требуют, чтобы испарения направлялись в парорегулятор. Таким образом, для определения того, может ли плавающая крыша быть приемлемым способом регулирования в рассматриваемом резервуаре, крайне важным условием является точное определение ИДП. Этот аспект, прежде всего, касается легкой нефти, которая добывается на нефтегазовых месторождениях, поскольку, согласно традиционным методам определения ИДП, этот показатель такой легкой нефти периодически превышает ограничение в 11.1 фунт/дюйм2. Резервуары для хранения стабилизированной сырой нефти обычно укомплектованы плавающими крышами для регулирования испарений в атмосферу.
Плавающая крыша накрывает поверхность жидкости, и, таким образом, в значительной мере предотвращает испарение. Наглядно доказано, что плавающие крыши позволяют добиться значительного уменьшения испарений из резервуара – свыше 90%, при условии, что хранящаяся жидкость не кипит. Резервуары для хранения жидкостей с плавающими крышами могут иметь куполообразную стационарную крышу, конусообразную стационарную крышу или вообще не иметь стационарной крыши (т.е. открытые сверху).

Резервуар с плавающей крышей
Плавающая крыша считается мерой по предотвращению загрязнения, поскольку она препятствует испарению загрязняющих веществ, но не способствует обработке этих веществ после их испарения.
Предотвращение загрязнения, как правило, предпочтительнее обработки паров, поскольку в последнем случае система улавливает пары и направляет их в регулятор. Для функционирования регулятора требуется энергия, и процесс обработки паров может привести к вторичным эмиссиям. Например, если процессом обработки паров является горение, то окисление органических паров приведет к испарению продуктов сгорания, таких как монооксид углерода, двуокись углерода, окиси азота и окиси серы. Применение мер по предотвращению загрязнения позволяет избежать образования подобных вторичных загрязняющих веществ, а также сокращает расходы и затраты энергии, связанные с работой парорегулятора.

Расчет ИДП на основании ДНП
Традиционный метод расчета ИДП жидкой нефти основан на экстраполяции ИДП из значения давления насыщенных паров (ДНП). ДНП – это давление паров, измеренное в заданных лабораторных условиях при температуре 38˚C, где ИДП – это фактическое давление пара жидкости при определенных условиях хранения. Таким образом, если ДНП всегда измеряется при температуре 38˚C, то ИДП определяется для заданной температуры хранения.
ИДП экстраполируется на основании ДНП при помощи корреляционных уравнений. Корреляционные уравнения используются для вычисления значений для констант давления пара A и B, которые затем применяются совместно, на основании уравнения Клаузиуса-Клайперона, для расчета ИДП в виде функции температуры.
PV = exp[A – B/(TLA + 459.67)]
где:
PV – это ИДП (фунт/дюйм2) и TLA – это средняя температура на поверхности жидкости (градусы Ранкина).
Значения для констант A и B, которые используются в этом уравнении, определяются для сырой нефти при помощи уравнений:
A = 12.82 – 0.9672 ln (ДНП)
B = 7261 – 1216 ln (ДНП)

Проблемы, связанные с корреляциями ДНП
Правильность этой номограммы периодически подвергается сомнению. Калифорнийский совет воздушных ресурсов (CARB) разработал поправочный коэффициент для расчета ИДП на основании ДНП, исходя из того, что в значениях ИДП, вычисленных на основании номограммы API, была обнаружена ошибка, вследствие чего ДНП не равнялся ИДП при температуре 38˚C, как предполагалось при составлении общего определения ДНП. Поправочный коэффициент, предложенный CARB, корректирует кривую ИДП так, чтобы она надлежащим образом соответствовала значению ДНП при температуре 38˚C.
Коррекция CARB не пользовалась особой популярностью за пределами Калифорнии, возможно, по причине того, что эта поправка, в целом, является несущественной для природной сырой нефти. В соответствии с данными AP-42, стандартное ДНП сырой нефти составляет 5 фунт/дюйм2. Расчетное ИДП для ДНП сырой нефти 5 при температуре хранения 15.5˚C будет составлять 2.2 фунт/дюйм2 при использовании AP-42, или 2.9 фунт/дюйм2 при использовании CARB-скорректированных значений. Однако при больших значениях ДНП разница становится весьма впечатляющей. ИДП при температуре 15.5˚C для ДНП сырой нефти 12 составляет 9.6 фунт/дюйм2 при использовании корреляций AP-42, но лишь 4.1 фунт/дюйм2 — при использовании поправок CARB. Таким образом, явная неточность номограмм AP-42 становится более значимой, главным образом, для легкой нефти, а не для природной сырой нефти.

Вследствие завышения значений для ИДП в методике, предложенной AP-42, неправильно указывается, что ДНП сырой нефти 12, хранящейся при температуре 21˚C, превышает 11.1 фунт/дюйм2, т.е. предельную величину для применения плавающей крыши, тогда как поправка CARB указывает на то, что ИДП составляет лишь 5.4 фунт/дюйм2. Завышение значений ИДП в методике, предложенной AP-42, таким образом, является значительным вопросом в отнршении хранения легкой нефти.

Проблемы, связанные с альтернативой ASTM D2879
Нормативы EPA предлагают применять метод ASTM D2879 для определения ИДП, в качестве альтернативы методу ASTM D323 с использованием ДНП. Этот метод не требует применения корреляционных уравнений, поскольку ИДП определяется непосредственным измерением в диапазоне температур, для того чтобы установить соотношение ИДП-температура. Метод ASTM D2879 был разработан для того, чтобы получать гораздо меньшие значения ИДП по сравнению со значениями, рассчитанными при помощи методики с использованием ДНП, однако были поставлены вопросы относительно действенности метода ASTM D2879 для легкой нефти.
Для обеспечения того, что ИДП, измеренное методом ASTM D2879, исключает наличие растворённых в нефти газов, таких как воздух, тестовым методом установлено, что образец должен быть ‘дегазирован’ путем ‘слабого кипения’. Поскольку относительно высокое ИДП легкой нефти связано с наличием легких фракций нефти, которые могут быстро закипать, после прохождения процедуры дегазирования образец, по-видимому, больше не будет характеризовать легкую нефть. Непропорциональные потери легких фракций нефти могут приводить к занижению значений ИДП образца.

Нормативы EPA регламентируют определение ИДП для летучих органических жидкостей либо путем измерения ДНП, а затем расчета ИДП на основании корреляционных уравнений, представленных в AP-42, либо непосредственным измерением ИДП в диапазоне температур, в соответствии с ASTM D2879. Известно, что метод с использованием ДНП значительно завышает значения ИДП легкой нефти, а метод ASTM D2879 может занижать значения ИДП легкой нефти. Таким образом, существует необходимость в улучшении методики определения ИДП легкой нефти.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector