Транспортировка углеводородного сырья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Транспортировка углеводородного сырья

Введение

Основными компонентами промышленной органической химии являются углеводороды. Они представляют собой углеводородное сырье, которое становится основой для получения производных составляющих углеводородов. Также углеводородным сырьем считают углеводороды природного происхождения и продукты, прошедшие процесс переработки. При типировании к углеводородному сырью относят следующие вещества:

1. Нефть представляет собой комбинацию углеводородов в различных пропорциях, является полезным ископаемым. Физическими признаками являются жидкое состояние, маслянистость, специфичный запах, горючесть. Относится к ископаемым, находящимся в осадочных породах. Цвет нефти может различаться от грязно-коричневого до чисто черного, при этом встречаются месторождения с бесцветной или ярко-зеленой жидкостью. Запах может варьироваться от приятного до насыщенно-тяжелого. Физические показатели нефти определяются наличием в ее составе примесей азота, серы или кислорода, остающихся в масле и нефтяном остатке. С конца ХХ века и до настоящего момента нефть считается ключевым полезным ископаемым, имеющим определяющую роль в экономике и производстве.

2. Природный газ представляет собой комбинацию газов, зародившуюся в недрах планеты, считается полезным ископаемым. Газ находится в газообразном состоянии при разработке пластовых залежей или нефтегазовых месторождений, в жидком состоянии при растворении в нефти или воде. При нормальных условиях (температура 20 градусов по шкале Цельсия и давлении 1 01,325 кПа) находится в газообразном состоянии, может редко встречаться в виде кристаллических образований. Природный газ был впервые выделен химиками в 1813-ом году, полученный газ был идентичен по составу болотному газу с химической формулой записи СН4.

3. Газовый конденсат -- жидкая смесь углеводородов, получаемая из природного газа при разработке газоносных месторождений.

1. Хранение и транспортировка сырой нефти, природного газа, жидких нефтепродуктов и других химических веществ

Продуктопроводы, морские суда, автоцистерны, железнодорожные цистерны и другие средства транспортировки используются для перевозки сырой нефти, сжатых и сжиженных углеродных газов, жидких нефтепродуктов и других химических веществ от места добычи или производства до терминалов продуктопроводов, перерабатывающих заводов, дистрибьюторов и потребителей.

Жидкая нефть и жидкие нефтепродукты транспортируют, хранят и обрабатывают в их естественном жидком состоянии. Углеводородные газы транспортируются, хранятся и обрабатываются как в газообразном, так и в жидком состоянии и должны полностью содержаться в трубах, продуктопроводах, танках, цистернах и других контейнерах до их использования. Самая важная характеристика сжиженных углеводородных газов (СУВГ) состоит в том, что их хранят, обрабатывают и перевозят как жидком состоянии, что позволяет использовать относительно небольшие объемы, а затем во время использования превращать жидкость в газ. Например сжиженный природный газ (СПГ) хранится при температуре. При увеличении давления разница в занимаемом объеме и атмосферной температуре вынуждает жидкость расшириться и перейти в газообразное состояние. Один галлон (3,8л) СПГ превращается приблизительно в 2,5 м. куб. природного газа при нормальной температуре и давлении. Так как сжиженный газ гораздо более «концентрирован», чем сжатый газ, его можно перевести и доставить в контейнере одного и того же размера.

Продуктопроводы

Как правило, сырая нефть, природный газ, сжиженный природный газ, сжиженный попутный нефтяной газ (СПГ) и нефтепродукты в какой - то момент своего пути от скважины поступают на нефтеперерабатывающий завод или газовую установку, затем на терминал и, в конце концов, к потребителю.

Наземные, подводные и подземные продуктопроводы, различаясь в диаметре труб, которые могут быть от нескольких сантиметров до метра и более, движут огромные объемы сырой нефти, природного газа, СУГ и жидких нефтепродуктов. Нефтепроводы проходят по всему миру от мерзлой тундры, Аляски и Сибири до горячих песков Среднего Востока, через реки, озера, моря, болота и леса, под горами и через горы, под большими и малыми городами. Строительство продуктопроводов процесс трудный и дорогостоящий. Но когда строительство завершено, при правильном обслуживании и эксплуатации, они являются одним из самых безопасных и самых экономически выгодных средств транспортировки выше перечисленных продуктов.

Первый удачный проект нефтепровода, 9-километровой чугунной трубы диаметром 5 см был осуществлен в Пенсильвании (США) в 1865г. В наши дни, сырая нефть, сжатый природный газ и жидкие нефтепродукты транспортируются на большие расстояния по трубам со скоростью от 5,5 до 9 км/час мощными насосами или компрессорами, расположенными вдоль веток продуктопровода на интервалах от 90 до более 270км.

Величина расстояния между насосами или компрессорными станциями зависит от мощности насосов, вязкости продукта, диаметров трубы продуктопровода и рельефа местности, через который проложен продуктопровод. Не зависимо от величины этих факторов, давление в трубе и скорость потока контролируется системой таким образом, чтобы поддерживать непрерывное движение продукта внутри продуктопровода.

Типы продуктопроводов

Четыре основных типа продуктопроводов в нефтяной и газовой промышленности: выкидная линия, промысловый магистральный трубопровод, основной магистральный продуктопровод и терминальные продуктопроводы жидких нефтепродуктов.

Выкидная линия. По выкидным линиям сырая нефть или природный газ движутся от промысловой скважины до промысловых танков хранения или резервуаров. Выкидные линии могут быть диаметром 5см. на более старых промыслах низкого давления с небольшим количеством скважин, но на промыслах высокого давления, с множеством скважин трубы гораздо большего диаметра. На морских платформах выкидные линии используют для транспортировки сырой нефти и газа от скважины к хранилищам платформы и погрузочным мощностям. Отводная линия это один из видов выкидной линии, которая выводит нефть, полученную на единственном отводе, в танк хранения.

Промысловый магистральный трубопровод и фидерные линии. Промысловые магистральные линии собирают нефть и газ из различных промыслов для последующей перекачки до центральных накопителей, например, от резервуаров с сырой нефтью или готовых установок до морских терминалов. Фидерные линии собирают нефть и газ из нескольких точек для доставки прямо в магистральный продуктопровод, например, по ним сырая нефть с морских платформ поступает на береговые откидные магистральные линии. Как правило, трубы промысловых и фидерных линий имеют больший диаметр, чем трубы откидных продуктопроводов.

Магистральные (основные) продуктопроводы. По ним сырая нефть и натуральный газ движется от нефтегазодобывающих районов или морских портов на большие расстояния до нефтеперерабатывающих заводов и от нефтеперерабатывающих заводов до нефтехранилищ и распределительных систем посредством труб диаметром от 1 до 3 м магистральных нефтепроводов.

Магистральные нефти продуктопроводы. По этим продуктопроводам транспортируются жидкие нефтепродукты, такие как бензин и нефтяное топливо от нефтеперерабатывающих заводов до терминалов, и от морских и трубопроводных терминалов до распределительных терминалов. Продуктопроводы могут также распределять продукты, полученные на терминалах на крупные установки и хранилища потребителей, и иногда от нефтеперерабатывающих заводов непосредственно потребителям.

Нефтяные продуктопроводы используются для доставки ЖНП от нефтеперерабатывающих заводов до складских мощностей дистрибьюторов или крупных индустриальных пользователей.

Нормативы, правила и стандарты

Продуктопроводы должны строиться и эксплуатироваться таким образом, чтобы соответствовать стандартам безопасности людей и окружающей среды, которые разработаны правительственными органами и промышленными ассоциациями.

Защита окружающей среды

В силу того, что по продуктопроводам транспортируются большие объемы продуктов на беспрерывной основе, существует опасность причинения ущерба окружающей среде от утечки продуктов. В зависимости от соблюдения норм и правил техники безопасности, а также от качества выбора места расположения, погоды, доступности и выполняемых в конкретный момент операций, значительное количество продукта может быть выброшено при разрыве трубы или утечке. Операторы продуктопровода должны иметь план чрезвычайных мероприятий на случай пролива продукта, а также запас материалов для ограничения масштабов и очистки места аварии, соответствующий персонал и оборудование в наличии или по вызову. Для удержания и отвода пролитых продуктов можно употребить простые, быстро действующие меры, такие как построение земляных запруд или дренажных каналов, обученными операторами.

Рабочие и продуктопроводы: надежность, здоровье и безопасность

Первые продуктопроводы изготавливались из чугуна. Современные грузовые продуктопроводы строятся из сварных, высокосортных стальных труб, способных выдержать высокое давление. Стены труб периодически проверяются на толщину стен, с тем чтобы определить наличие коррозии или оседание настенных продуктов. Сварные швы проверяют визуально или посредством гамма излучения для выявленных дефектов.

2. Перевозка продуктов в железнодорожных товарных вагонах и грузовых автофургонах

Перевозка нефтепродуктов в автофургонах и железнодорожных вагонах осуществляется в металлических, фибровых или пластмассовых контейнерах различных размеров, от 55 галонных (209 л) цилиндров до 5 галонных (9 литров) ведер и от контейнеров вместимостью 2-2,5 галлона (9,5 л) до контейнеров вместимостью в одну кварту (0,95 л), а также в гофрированных ящиках, обычно на поддонах. Многие промышленные и потребительские нефтепродукты перевозятся в больших металлических, пластмассовых или смешанного типа контейнерах, имеющих вместимость от 380 до превышающей 2,600 литров. СНГ перевозятся в контейнерах низкого и высокого давления. Кроме того, пробы сырой нефти, конечных продуктов и отработанных продуктов для испытаний и анализа пересылаются в лаборатории по почте или скоростными грузоперевозчиками.

Правила работы со всеми продуктами, контейнерами и пакетами содержатся в правительственных документах, регулирующих обращение с опасными материалами, сопроводительными документами по отправке грузов, разрешениями и другими нормативными требованиями, такими как наружная маркировка пакетов, контейнеров, грузовых автомобилей и автофургонов, содержащая идентифицирующую информацию и предупреждающие знаки. Надлежащее использование железнодорожных и автомобильных цистерн очень важно для нефтяной промышленности. Так как мощности для хранения ограничены, графики поставок должны соблюдаться, как по доставке сырой нефти на нефтеперерабатывающие заводы для бесперебойной работы, так и графики поставок бензина на заправочные станции, а также поставки смазочных материалов промышленным и торговым предприятиям и поставки топлива для отопления жилого фонда.

СНГ поставляется потребителям в больших автоцистернах, которые закачивают его на участке доставки в небольшие складские танки, как подземные, так и наземные (такие как оборудуются на заправочных станциях, фермах, промышленных и торговых предприятиях). СНГ также поставляют потребителям грузовиками или автофургонами в контейнерах (газовые баллоны или цилиндры). СНГ поставляют в специальных криогенных контейнерах, которые имеют внутренний топливный бак с изоляцией и внешний корпус. Также контейнеры используют транспортные средства и механизмы, работающие на природном газе. Сжатый природный газ поставляется, как правило, в обычных галлонах для сжатого газа, таких как те, что используются для работы автокранов.

Кроме обычных правил техники безопасности, связанных с работой на железнодорожных вагонах и грузовых автомобилях, когда речь идет о передвижении и обработке тяжелых объектов и управлении грузовыми автомобилями, рабочие должны знать о факторах риска, связанных с продуктами, которые они поставляют и с которыми работают, а также знать, что надо делать в случае пролива, выброса или другой аварийной ситуации. Например, контейнеры средней грузоподъемности и цилиндры нельзя сбрасывать с крытых вагонов или через задние откидные борта грузовиков на землю. Документы компаний и правительственные нормативные документы содержат процедуры и требования, которые должны выполнять водители и операторы при осуществлении перевозки и доставки легковоспламеняющихся и опасных материалов.

Водители автоцистерн и грузовых автофургонов часто работают в одиночку и преодолевают большие расстояния в течение многих дней, чтобы доставить свои грузы. Они работают днем и ночью и в любых погодных условиях. Маневрирование супер-автоцистерной при въезде на заправочную станцию, разгрузочную станцию или разгрузочную площадку потребителя, так чтобы не задеть стоящие там транспортные средства или другие стационарные объекты, требует терпения, мастерства и опыта. Водители должны обладать физическими характеристиками и менталитетом, пригодными именно для такой работы.

Прием продуктов из продуктопроводов и морских судов

Важной обязанностью, связанной с безопасностью, качеством продукта и защитой окружающей среды, сооружений резервуарного хранения является предотвращение смешения продуктов, переполнение резервуаров и внедрение безопасных методов работы и правил техники безопасности. Безопасная эксплуатация складских резервуаров зависит от приема продуктов в резервуар, без превышения объемов, которые они могут принять, это достигается назначением приемных резервуаров до начала закачки; проведением замеров для определения имеющихся мощностей и обеспечения правильной установки задвижек, а также проверкой того, что единственное открытое приемное устройство - это устройство приемного резервуара; таким образом, обеспечивает поступление точного количества продукта в предназначенный для этого резервуар. Принимающие продукт дренажные трубы на участках дамбы, окружающей резервуар, должны быть закрыты во время приема продуктов на случай переполнения или пролития. Обеспечить защиту от переполнения и его предотвращение можно применением целого ряда различных методов, включая ручной контроль и автоматические обнаружения, сигнализации и прекращение закачки, а также средств связи, все из которых должны быть понятны и приемлемы для персонала продуктопровода, морского судна, терминала или нефтеперерабатывающего завода, осуществляющего перекачку.

Нормативные документы или политика компании могут требовать установки устройств автоматического определения уровня продукта и систем сигнализации и отсечки на резервуарах, применяющих легко воспламеняющие жидкие и другие продукты от продуктопроводов или морских судов. Там, где такие системы установлены, на регулярной основе или до начала перекачки, необходимо проводить тестирование на целостность электронной системы, и если система не работает, перекачка должна осуществляться в соответствии с "ручными" процедурами. Процесс перекачки должен отслеживаться вручную или автоматически на месте или посредством дистанционного контроля для обеспечения планового прохождения продукта. После окончания перекачки, все задвижки необходимо вернуть в нормальное рабочее положение или установить для следующей закачки. Насосы, задвижки, соединение труб для стравливания продукта и взятия проб, коллекторные участки, дренажные трубы и отстойники необходимо инспектировать и обслуживать таким образом, чтобы обеспечивать хорошее состояние и предотвращать пролитие или утечку. углеводородный продуктопровод противопожарный резервуар

Противопожарная защита резервуаров

Защита резервуаров от пожара и методика предотвращения пожаров представляют собой научную дисциплину, которая рассматривает: связь между типом резервуара, состоянием и размером и продуктом и количеством, загруженным в резервуар; расположение резервуара на рельефе местности, окружение дамбами и дренаж; противопожарные мощности и средства предотвращения пожаров; стороння помощь; философия компании, отраслевые стандарты и нормативные документы. Контроль и ликвидация пожара на резервуарах зависит в основном от раннего обнаружения возгорания. Следует обратиться к ряду рекомендуемых стандартов и методов, разработанных такими организациями как Американский Институт Бензина (АИБ) и Национальная Ассоциация Борьбы с Пожарами (НАБП), которые очень подробно рассматривают вопросы предотвращения и защиты резервуаров от огня.

Если имеет место резервуар с плавающей крышей открытого типа не сферической формы, или если уплотнители сработались или неплотно прилегают к корпусу резервуара, пары могут просочиться и смешаться с воздухом, образуя воспламеняющую смесь. В такой ситуации при ударе молнии может вспыхнуть огонь в точке, в которой уплотнители крыши примыкают к корпусу резервуара. При раннем обнаружении несильное возгорание уплотнителей можно ликвидировать ручным огнетушителем, работающем на поршне с порошком или пеной, поступающей из шланга и системы.

Если огонь на уплотнителях не удается потушить ручным огнетушителем или потоком пены из шланга, или если пожар разрастается, пену можно подать на крышу через стационарную или полуфиксированную систему или крупными пенными гидромониторами. Необходимо принять меры предосторожности при подаче пены на крышу резервуара с плавающей крышей. Если к крыше будет приложена слишком большая весовая нагрузка, она может наклониться или опуститься вниз, расширив таким образом участок распространения пожара и количество горящего продукта. Пенные перемычки используют на резервуарах с плавающими крышами для удержания пены между уплотнителями и корпусом резервуара. Когда пена уляжется, вода выведется наружу под пенными перемычками, ее необходимо удалить посредством системы дренажа крыши резервуара для того, чтобы весовая нагрузка на крышу не допустила погружение крыши.

В зависимости от нормативных документов и политики компании, резервуары могут быть оборудованы фиксированными и полуфиксированными системами подачи пены, которые состоят из труб, подведенных к резервуару, пенных стояков и пенных камер на резервуарах, подземной сети труб инжекторов и форсунок, внутри днища резервуара, и распределительных гидрантов и пенных перемычек на крыше резервуара. В фиксированных системах водно-пенные растворы генерируют их на расположенных в центре территории предприятиях станциях и подают через сеть труб к резервуарам. Полуфиксированные системы, как правило, используют нормативные танки с пеной, пенные генераторы и насосы, которые необходимо подтащить к резервуару, подсоединить к системе подачи воды и подключить к трубам системы подачи пены в резервуар.

Водопенные растворы могут также производиться централизованно и подаваться по трубам и гидрантам распределительной системы; для соединения полуфиксированной подачи пены резервуара к ближайшему гидранту можно использовать шланги. Если резервуары не оснащены фиксированными или полуфиксированными системами подачи пены, пену можно применить, предварительно доставив на вершину резервуара с помощью пенных мониторов, пожарных шлангов и форсунок. Вне зависимости от применяемого метода для борьбы с полномасштабным пожаром на резервуаре необходимо применить определенный объем пены, используя специальную технологию, специальную концентрацию и скорость подачи за минимальное время; эти параметры в основном зависят от размеров резервуара, типа продукта и величины зоны распространения огня. При нехватке пенного концентрата для выполнения требуемых критериев, возможность контролировать или ликвидировать пожар будет сведена к минимуму.

Только обученным и опытным пожарным разрешается использовать воду для борьбы с горящими жидкими нефтепродуктами резервуара. Внезапные извержения или выбросы кипящей жидкости могут иметь место при превращении воды в пар, при прямой подаче воды на пламя, вызываемое горением сырой нефти или тяжелых нефтепродуктов в резервуаре. Так как вода тяжелее, чем большинство углеродных видов топлива, она опускается на дно резервуара и, если подается в достаточном объеме, наполняет резервуар и выталкивает горящий продукт вверх и через вершину резервуара. Воду обычно используют для контроля и ликвидации выплеснувшегося огня на участке вокруг резервуара так, чтобы можно было работать с задвижками, управляя потоком продукта, охлаждать резервуары для предотвращения взрывов горящей жидкости - расширяющихся паров (ВГЖРП - см. ниже раздел 2 факторы риска при возгорании СНГов) и снизить степень воздействия жара и недопущение распространения пламени на прилегающие резервуары и оборудование. В виду нехватки обученного персонала, специальных материалов и оборудования на многих терминалах и нефтебазах существует практика, которая состоит скорее в удалении максимально возможного количества продукта, защите прилегающих сооружений от жара и пламени, в то время как оставшийся в резервуаре продукт продолжает выгорать, в контролируемой ситуации, а не в попытках ликвидировать пожар собственными силами.

Защита окружающей среды

Операторы и персонал терминалов должны знать и выполнять положения нормативных документов и политики компании по вопросам защиты окружающей среды в отношении заражения подземных и поверхностных вод, почвы и воздуха парами и жидкими нефтепродуктами, также обращения и удаления опасных отработанных материалов и продуктов.

Заражение воды. Многие терминалы имеют сепараторы типа масло/вода для обработки загрязненной воды, поступающей из зоны локализации терминала, загрузочных эстакад и участков парковки, а также воды, поступающей по дренажным системам резервуаров и крыш резервуаров открытого типа. Терминалы обязаны выполнять установленные стандарты качества и получать разрешения перед выводом вод со своей территории.

Загрязнение воздуха. Меры по предотвращению загрязнения воздуха включают сведение к минимуму утечки паров через клапаны и вентиляционные каналы. Оборудование извлечения паров осуществляет сбор паров, поступающих от загрузочных эстакад и морских причалов, даже когда резервуары подвергаются вентиляции до начала закачки продуктов. Эти пары или перерабатываются и возвращаются в емкости для хранения продуктов в виде жидкости или сжигаются.

Пролитие продуктов на почву и в воду. Правительственные органы и компании могут потребовать, чтобы на предприятиях, имеющих мощности для хранения нефтепродуктов и нефти имели схемы предотвращения утечек и клапаны контрмер, а также потребовать, чтобы персонал был обучен и знал о факторах риска, процедуре уведомления и о мерах, которые необходимо предпринять при обнаружении утечки или выбросе продукта. Кроме обучения мерам обращения с пролитым продуктом на территории предприятия, персонал часто обучают и обеспечивают оборудованием для ликвидации аварий вне своей территории, например, при переворачивании автоцистерны при подъезде к предприятию.

Канализационные и опасные отходы. Терминалы могут обязать соблюдать и получать разрешения на спуск канализационных и масляных отходов в общественные или частные очистные сооружения. Кроме того, нормативные требования и инструкции компании регулируют хранение на территории и работу с опасными отходами, такими как асбестовая изоляция, остатки продуктов, полученными в результате очистки резервуара, а также загрязненные продукты. Рабочие должны пройти обучение таким операциям и знать о потенциальных опасностях возможного воздействия.

Размещено на Allbest.ru