Способ определения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при малых дыханиях резервуаров

Изобретение относится к области хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов. Способ оценки количественных потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при малых дыханиях резервуара, оборудованного дыхательным клапаном, заключается в контроле над изменением избыточного давления в резервуаре и предусматривает регистрацию значения избыточного давления, атмосферного давления, средних значений температуры газового пространства в резервуаре, определение изменений массовой концентрации углеводородов в газовом пространстве резервуара, определение массовых потерь от испарения при вытеснении обогащенной парами углеводородов по определенным формулам. Обеспечивается повышение точности определения массовых потерь. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов.

Известен способ оценки общих потерь от испарения из резервуаров со стационарной крышей, содержащийся в стандарте Американского института нефти API MPMS 19-1, API MPMS 19-2 [API Manual of Petroleum Measurement Standards, Chapter 19 - Evaporative-loss Measurement, Section 1 - Evaporative Loss from Fixed-Roof Tanks, Third Edition, October, 2012; API Manual of Petroleum Measurement Standards, Chapter 19 - Evaporative-loss Measurement, Section 2 - Evaporative Loss from Floating-roof Tanks, Second Edition, October, 2012]. В способе учитывают особенности конструкции резервуара, используемого на резервуаре оборудования, характеристики хранимого продукта, особенности режима эксплуатации, а также используют эмпирические коэффициенты, индивидуальные для каждого региона.

Известен способ оценки общих потерь от испарения из резервуаров со стационарной крышей, содержащийся в руководящем документе VDI 3479 «Контроль за выбросами из резервуарных парков в местах переработки нефти» [BMI-DGMK Gemeinschaftsprojekt 4590-01 bis 4590-12 “Messen und Ermittlung von Kohlenwasserstoff-Emissionen bei Lagerung, Umschlag und Transport von Ottokraftstoffen und Prüfen von Verfahren zur Beherrschung dieser Emissionen”, Teil 1: Zusammenfassender Bericht des Gesamtprojekts, Teil 2: Berichte zu den Teilobjekten]. В способе учитывают особенности конструкции резервуара, используемого на резервуаре оборудования, характеристики хранимого продукта, особенности режима эксплуатации, смену времен года, а так же используют эмпирические коэффициенты, индивидуальные для каждого региона.

Недостатками указанных способов являются низкая точность определения потерь от испарения в краткосрочном периоде, а также отсутствие учета аномальных колебаний температуры региона размещения исследуемого резервуара.

В соответствии с РД 153-39-019-97 «Методические указания по определению технологических потерь нефти на предприятиях нефтяных компаний Российской Федерации» рекомендуются к использованию следующие методы: метод определения потерь нефти от испарения по изменению углеводородного состава, метод определения потерь нефти от испарения по изменению давления насыщенных паров.

Метод определения потерь нефти от испарения по изменению углеводородного состава основан на оценке изменения концентрации углеводородов в пробах нефти до и после резервуара посредством проведения газохроматографического исследования. Использование метода предусматривает необходимость лабораторного исследования проб нефти, отобранных до и после резервуара.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является метод определения потерь нефти от испарения по изменению давления насыщенных паров, основан на измерении давления насыщенных паров нефти до и после источника потерь нефти по ГОСТ 1756-52. Использование метода предусматривает проведение лабораторных исследований проб нефти, отобранных до и после источника потерь, причем точность метода в значительной степени зависит от количества исследований.

Недостатком указанных методов является наличие большого числа трудоемких лабораторных исследований, необходимых для обеспечения высокой точности результатов.

Задачей, на решение которой направленно заявленное техническое решение, является разработка способа определения потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при малых дыханиях резервуаров.

При осуществлении заявленного решения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении точности определения массовых потерь за счет определения изменения концентрации углеводородов в газовом пространстве на основе значений избыточного давления в резервуаре, атмосферного давления, средней температуры газового пространства резервуара.

Указанный технический результат достигается тем, что регистрируют значения избыточного давления Ризб, Па, в резервуаре, оборудованном дыхательным клапаном, атмосферного давления Ратм, Па, средние значения температуры T, K газового пространства резервуара; определяют изменения концентрации углеводородов в газовом пространстве резервуара по зависимости:

,

где Р1, Р2 - значения абсолютного давления в резервуаре, определяемые по зависимости: Р=Ризба, [Па];

Т1, Т2 - средние значения температуры газового пространства резервуара, K;

ΔРатм - прирост атмосферного давления, определяемый по зависимости:

ΔРатматм2атм1, [Па];

М - молярная масса паров нефти или нефтепродукта, г/моль.

При этом, при значениях избыточного давления в резервуаре ниже порога срабатывания дыхательного клапана на вакуум, изменение концентрации определяют по зависимости:

,

где n - число срабатываний дыхательного клапана на вакуум,

ΔРвi - прирост давления во время i-срабатывания дыхательного клапана на вакуум, Па;

Твi - среднее значение температуры газового пространства резервуара во время i-срабатывания дыхательного клапана на вакуум, K.

Затем определяют массовые потери от испарения при вытеснении обогащенной парами углеводородов газовой фазы по зависимости:

,

где Р1, P2 - значения абсолютного давления в резервуаре до и после срабатывания дыхательного клапана, Па;

Т1, Т2 - средние значения температуры газового пространства резервуара до и после срабатывания дыхательного клапана, K;

V - объем газового пространства резервуара, м3;

с - концентрация углеводородов в газовом пространстве резервуара на момент открытия дыхательного клапана, определяемая по зависимости:

c = c + Δ c , [ к г м 3 ] ,

где c′ - первоначальная концентрация углеводородов в газовом пространстве резервуара, кг/м3.

Затем определяют суммарные массовые потери от испарения по зависимости:

M = i = 1 n m i , [ к г ] .

Сущность изобретения заключается в определении массовых потерь нефти или нефтепродукта от испарения исходя из изменения избыточного давления в резервуаре.

Способ осуществляют следующим образом.

На резервуар, оборудованный дыхательными клапанами, устанавливают жидкостный U-образный манометр или микроманометр с пределом измерения 50 кПа. Технологические отверстия, присутствующие в конструкции резервуара, должны быть герметично закрыты, дыхательные клапаны должны быть исправны.

Определяют объем V, м3, газового пространства резервуара исходя из уровня взлива в резервуаре и его геометрии. Производят регистрацию значений избыточного давления в резервуаре Ризб, Па, атмосферного давления Ра, Па; среднего значения температуры Т, K, газового пространства резервуара. Периодичность регистрации значений может быть определена экспериментально и откорректирована в случае необходимости увеличения или уменьшения точности измерений.

После регистрации значения делятся на группы значений с избыточным давлением Ризб, не превышающим давление срабатывания дыхательного клапана. Момент падения давления в резервуаре вследствие срабатывания дыхательного клапана считать границей между группами значений.

Каждая группа значений со значениями избыточного давления Ризб, не превышающими давление срабатывания дыхательного клапана, рассматривается отдельно. Значения избыточного давления Ризб1, средней температуры газового пространства T1 и атмосферного давления Ратм1 равны первоначальным значениям каждой группы. Значения избыточного давления Ризб2, средней температуры газового пространства Т2 и атмосферного давления Ратм2 равны последним значениям каждой группы.

Определяют изменение концентрации углеводородов с в газовом пространстве резервуара по зависимости:

,

где Р1, Р2 - значения абсолютного давления в резервуаре, определяемые по зависимости: Р=Ризба, [Па];

T1, T2 - средние значения температуры газового пространства резервуара, K;

ΔРатм - прирост атмосферного давления, определяемый по зависимости:

ΔРатматм2атм1, [Па];

М - молярная масса паров нефти или нефтепродукта, г/моль.

Молярную массу паров нефти и нефтепродукта определяют посредством газохроматографического исследования или по зависимости [РД-17-86 Методические указания по расчету валовых выбросов вредных веществ в атмосферу для предприятий нефтепереработки и нефтехимии]:

М=45+0,6tH.K.,

где tH.K. - температура начала кипения нефти или нефтепродукта, °C.

Если среди группы значений избыточного давления в резервуаре есть значения ниже порога срабатывания дыхательного клапана на вакуум, то изменение концентрации углеводородов с в газовом пространстве резервуара определяют по зависимости:

,

где n - число срабатываний дыхательного клапана на вакуум,

ΔРвi - прирост давления во время i-срабатывания дыхательного клапана на вакуум, Па;

Tвi - среднее значение температуры газового пространства резервуара во время срабатывания дыхательного клапана на вакуум, K.

В момент падения давления в резервуаре вследствие срабатывания дыхательного клапана происходит выброс обогащенной парами углеводородов газовой фазы в атмосферу, массовые потери от которого определяют по зависимости:

,

где Р1, Р2 - значения абсолютного давления в резервуаре до и после срабатывания дыхательного клапана, Па;

Т1, Т2 - средние значения температуры газового пространства резервуара во время срабатывания дыхательного клапана, K;

V - объем газового пространства резервуара, м3;

с - концентрация углеводородов в газовом пространстве резервуара на момент открытия дыхательного клапана, определяемая по зависимости:

c = c + Δ c , [ к г м 3 ] ,

где c′ - первоначальная концентрация углеводородов в газовом пространстве резервуара, кг/м3.

Первоначальную массовую концентрацию углеводородов в газовом пространстве резервуара определяют посредством газохроматографического исследования. При введении резервуара в работу впервые после строительства, реконструкции или иных работ, предусматривающих полное проветривание резервуара, допускается принять значение массовой концентрации углеводородов с в газовом пространстве резервуара равной 0 кг/м3. Первоначальную массовую концентрацию углеводородов в газовом пространстве резервуара для последующих групп значений определяют по зависимости:

.

Общие потери нефти и нефтепродуктов от испарения представляют собой сумму массовых потерь от испарения от каждого срабатывания дыхательного клапана.

M = i = 1 n m i , [ к г ] .

Для исключения систематической погрешности, обусловленной погрешностью средств измерений, рекомендуется проводить корректировку значений концентрации углеводородов посредством газохроматографических исследований. Периодичность проведения корректировки значений концентрации углеводородов определяют экспериментально.

Пример. Имеется резервуар для хранения бензина объемом Vpeз=25 м3 объемом газового пространства V=12,43 м3. Молярная масса паров бензина составляет 63 г/моль. Начальная концентрация паров бензина в газовом пространстве резервуара составляет 0,150 кг/м3. Значения избыточного давления, атмосферного давления, средних значений температуры газового пространства резервуара представлены в таблице 1.

Срабатывание дыхательного клапана произошло в 11:00 и 11:26. Таким образом первая группа значений формируется с 0:00 до 11:00, вторая группа - с 11:01 до 11:26, далее следуют значения, относящиеся к третьей группе значений. Срабатывание дыхательного клапана на вакуум произошло в 5:00 и относится к первой группе значений.

Рассмотрим первую группу значений. Изменение концентрации углеводородов с в газовом пространстве резервуара определяется по зависимости:

Концентрация паров бензина в газовом пространстве на момент срабатывания клапана составит

c=c′+Δc=0,15+0,0165=0,1665 (кг/м3).

Массовые потери вследствие срабатывания дыхательного клапана определяются по зависимости:

.

Первоначальная массовая концентрация углеводородов в газовом пространстве резервуара для следующей группы значений определяется по зависимости:

.

Рассмотрим вторую группу значении. Изменение концентрации углеводородов с в газовом пространстве резервуара определяется по зависимости:

Концентрация паров бензина в газовом пространстве на момент срабатывания клапана составит

c=c′+Δc=0,1663+0,0012=0,1675 (кг/м3).

Массовые потери вследствие срабатывания дыхательного клапана определяются по зависимости:

.

Суммарные массовые потери за 12 часов составят

М=m1+m2=0,0023+0,0021=0,0044 (кг).

Таким образом суммарные массовые потери от испарения при малых дыханиях из резервуара для хранения бензина за 12 часов составили 0,0044 кг.

Способ оценки количественных потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при малых дыханиях резервуара, оборудованного дыхательным клапаном, заключающийся в контроле над изменением избыточного давления в резервуаре, предусматривающий следующие действия:
регистрируют значения избыточного давления в резервуаре, атмосферного давления, средних значений температуры газового пространства резервуара; определяют изменение массовой концентрации углеводородов в газовом пространстве резервуара по зависимости:

где Р1, Р2 - значения абсолютного давления в резервуаре, определяемые по зависимости:
Р=Ризба, [Па];
Т1, Т2 - средние значения температуры газового пространства резервуара, K;
ΔРатм - прирост атмосферного давления, определяемый по зависимости:
ΔPатматм2атм1, [Па];
М - молярная масса паров нефти или нефтепродукта, г/моль;
или, если среди группы значений избыточного давления в резервуаре есть значения ниже порога срабатывания дыхательного клапана на вакуум, то изменение массовой концентрации углеводородов с в газовом пространстве резервуара определяют по зависимости:

где n - число срабатываний дыхательного клапана на вакуум,
ΔРвi - прирост давления во время i-срабатывания дыхательного клапана на вакуум, Па;
Твi - среднее значение температуры газового пространства резервуара во время срабатывания дыхательного клапана на вакуум, K;
затем определяют массовые потери от испарения при вытеснении обогащенной парами углеводородов газовой фазы по зависимости:

где с - массовая концентрация углеводородов в газовом пространстве резервуара на момент открытия дыхательного клапана, определяемая по зависимости:

где c - первоначальная массовая концентрация углеводородов в газовом пространстве резервуара, кг/м3;
затем определяют общие массовые потери от испарения по зависимости:



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теории и практике эксплуатации нефтедобывающих скважин с помощью глубинно-насосного оборудования и может использоваться в нефтяной промышленности как способ определения плотности жидкости в межтрубном пространстве действующей скважины.

Изобретение относится к области исследований газоконденсатных разведочных и эксплуатационных скважин. .

Изобретение относится к измерительной системе для измерения плотности среды, являющейся изменяющейся в отношении термодинамического состояния, в частности, по меньшей мере, частично сжимаемой, протекающей в технологическом трубопроводе, таком как технологическая магистраль или труба, вдоль оси потока в измерительной системе.

Изобретение относится к устройству и служит для определения концентрации азотной кислоты, тяжелых элементов и других веществ в технологических растворах радиохимического производства в аппаратах без избыточного давления при переработке отработанного ядерного топлива по значению измеренной плотности раствора.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для покомпонентного измерения потока нефти, который, как правило, дополнительно содержит свободный газ и воду, а также может быть использовано при измерениях газовых потоков в магистральных газопроводах, двухфазных потоков в различных областях промышленности, для замера трудно учитываемых жидкостей, например глинистые и цементные растворы.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к пневматическим способам измерения плотности твердой фазы гетерогенных систем (сыпучие материалы, тканые и нетканые материалы, пористая фильтрующая керамика, газонаполненные пластмассы (поропласты) и др.), и может найти применение в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к стройиндустрии, в частности к способам оценки качества твердых неорганических материалов, преимущественно имеющих мелкопористую структуру, и может быть использовано в строительстве, геологии и минералогии.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к пневматическим способам контроля поверхностного натяжения и плотности жидкости, и может найти применение в различных отраслях промышленности, таких как нефтяная, химическая, микробиологическая, пищевая и др.

Изобретение относится к технике контроля, измерения плотности, уровня и определения массы жидкостей преимущественно в резервуарах. Техническим результатом являются уменьшение погрешностей измерения интегральной плотности и уровня жидкости в резервуаре.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения массы нефтепродуктов в траншейных резервуарах. Отличительной особенностью устройства для измерения массы нефтепродуктов в траншейном резервуаре, содержащего измерительную систему, измеряющую уровень, плотность, температуру и массу продукта в резервуаре, является то, что в измерительную систему введены магнитострикционные датчики контроля высоты резервуара с подвижными элементы с магнитами.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения массы нефтепродуктов в траншейных резервуарах. Способ измерения массы нефтепродуктов в траншейных резервуарах позволяет выполнять измерения уровня, плотности, температуры и массы продукта в траншейных резервуарах с использованием магнитострикционных датчиков и контроля расстояния между дном и крышей резервуара.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для работы в составе измерительных установок и передачи данных о параметрах нефтегазоводяного потока в вычислительный блок измерительной установки для корректировки данных, участвующих в вычислении дебита продукции нефтяных скважин.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к способам контроля состояния систем терморегулирования. .

Изобретение относится к бесконтактным средствам измерения объема различных сред, включая агрессивные и сыпучие (грунт). .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения массы нефтепродуктов и других жидкостей, в том числе взрывоопасных, при их отпуске, приеме и хранении.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах измерения массы нефтепродуктов и других жидкостей. .

Изобретение относится к способам и устройствам для заправки жидким теплоносителем системы терморегулирования космического аппарата. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах контроля объема и уровня жидкости. .

Изобретение относится к системам нефтепродуктообеспечения. Изобретение касается способа замера объема нефтепродукта в резервуаре, в котором мерной линейкой замеряют высоту нефтепродукта в резервуаре, имеющем форму цилиндра круглого горизонтально расположенного, и при известных величинах радиуса и длины резервуара объем нефтепродукта определяют по безразмерной диаграмме, единой для всех горизонтально расположенных резервуаров и которая представляет функцию V/(R2*L)=f(h/R), где V - объем нефтепродукта в резервуаре, R - радиус резервуара, L - длина резервуара, h - высота нефтепродукта в резервуаре. Технический результат- доступность и относительная простота замера объема нефтепродукта. 3 ил.

Изобретение относится к области хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов. Способ оценки количественных потерь нефти и нефтепродуктов от испарения при малых дыханиях резервуара, оборудованного дыхательным клапаном, заключается в контроле над изменением избыточного давления в резервуаре и предусматривает регистрацию значения избыточного давления, атмосферного давления, средних значений температуры газового пространства в резервуаре, определение изменений массовой концентрации углеводородов в газовом пространстве резервуара, определение массовых потерь от испарения при вытеснении обогащенной парами углеводородов по определенным формулам. Обеспечивается повышение точности определения массовых потерь. 1 табл., 1 пр.

Наверх