Классификация потерь нефти и нефтепродуктов

Нефтепродукты, используемые в самых разных нуждах и сферах деятельности — от транспорта до энергетики, являются ценным ресурсом. Поэтому любые потери при их добыче, переработке, транспортировке и хранении представляют серьезную проблему для экономики, экологии и бизнеса. Помимо прямых финансовых затрат, они приводят к снижению производственной эффективности и негативному воздействию на окружающую среду.

Основные виды потерь нефтепродуктов: утечка, испарение и смешивание. Утечки могут происходить на любом этапе обработки или транспортировки, в то время как испарение и смешивание происходят, зачастую, при хранении и перекачке. Анализ потерь необходим для разработки эффективных стратегий по их минимизации и предотвращению. Рассмотрим важнейшие аспекты вопроса с подробной классификацией и особенностями. 

По причинам возникновения

Эксплуатационные

Эксплуатационные потери связаны с проблемами применения и несовершенством используемых технологий, а также ошибками человеческого фактора. К примеру, если наполнять цистерну или другую большую емкость открытой струей бензина, то это приведет к большим потерям топлива, чем когда происходит его налив под уровень. Соответственно выбор способа налива прямым образом влияет на утечки и должен быть учтен для оптимизации перерасхода. 

Высокая квалификация и строгая производственная дисциплина персонала также способствуют снижению потерь, вызванных человеческими ошибками. Как пример – ошибки в измерении уровня топлива или неправильное обращение с оборудованием.

Аварийные

Зачастую существенные потери топлива, за которыми следует повреждение оборудования, магистралей и прочих элементов систем хранения и транспортировки нефтепродуктов. Основными причинами являются:

1. Техногенные повреждения трубопроводов, резервуаров, оборудования и транспортных средств.
2. Нарушение правил их технической эксплуатации.
3. Исчерпание прочностного ресурса.
4. Стихийные бедствия.

Для сокращения таких видов потерь принято учитывать и следовать рекомендациям:

• Соблюдать правила производства работ на территории нефтебаз и АЗС.
• Следовать правилам технической эксплуатации трубопроводов, резервуаров, оборудования и транспортных средств.
• Проводить своевременную диагностику и ремонт элементов системы хранения и транспортных средств.
• Готовить объекты нефтебаз и АЗС к весеннему паводку.

По характеру потери

В зависимости от проблем, которые вызывают потери, принято классифицировать их на 3 большие группы: количественные, качественные и комбинированные (количественно-качественные).

Количественные

Потери, вызванные прямым убытком массы и объема нефтепродуктов. Могут быть следствием, как ошибок человеческого фактора, несовершенством технологий, так и различных техногенных повреждений. 

Разлив

Разливы происходят в результате аварий трубопроводов, резервуаров и транспортных средств. Их можно предотвратить за счет проведения профилактических мероприятий, таких как поддержание безопасного давления в трубопроводах, строительство сейсмостойких резервуаров и обеспечение работоспособности предохранительной арматуры. В случае возникновения аварий оперативные меры по локализации и сбору разлившегося продукта помогут минимизировать потери нефтепродуктов.

Перелив

Переливы резервуаров и транспортных средств возникают из-за ошибок эксплуатационного персонала и неисправностей контрольно-измерительных приборов, таких как датчики уровня жидкости. Эти ошибки могут быть следствием недостаточной квалификации или невнимательности работников. Неисправности приборов часто связаны с отсутствием регулярного технического обслуживания и калибровки, что приводит к неверным показаниям и неправильной реакции на ситуацию.

Утечка

Утечки обусловлены локальными повреждениями металла (свищи), негерметичностью трубопроводной арматуры, технологических трубопроводов и насосного оборудования, что проявляется в виде протечек во фланцах, сальниках и уплотнениях. Для ограничения таких потерь необходимо регулярно осматривать оборудование, своевременно использовать диагностические средства и придерживаться графика профилактических ремонтов.

Качественные

Потери, влияющие на состав и эксплуатационные свойства нефтепродуктов. Также, как и количественные, могут быть вызваны различными факторами и ошибками персонала.

Обводнение

Обводнение может происходить по нескольким причинам: конденсация паров воды из паровоздушной смеси (ПВС) на внутренней поверхности крыш резервуаров в ночное время, попадание дождевой и талой воды с поверхности плавающих крыш в хранимый продукт, захват подтоварной воды при внутрибазовых перекачках, а также негерметичность систем парового подогрева нефтепродуктов. Для предотвращения обводнения необходимо контролировать расход пара при подогреве и строго соблюдать правила эксплуатации резервуаров с плавающими крышами.

Смешение

Проблема смешения особенно актуальна при операциях с нефтепродуктами, обладающими сильно различающимися свойствами. Смешение происходит при последовательной перекачке ресурса по трубопроводам, при его приеме в резервуары с остатками другого продукта, а также при заполнении емкостей, не соответствующих требованиям ГОСТ. 

Для минимизации смешения необходимо строго соблюдать требования “Норм проектирования” относительно номенклатур, разрешенных к транспортировке по одному трубопроводу. Это специальная таблица, с разделением на масла и топливо, с 8 группами для каждого продукта.

Важно иметь достаточную резервуарную емкость для раздельного хранения различных нефтепродуктов , контролировать герметичность запорной арматуры между резервуарами и общими коллекторами, а также своевременно проводить техническое обслуживание и проверку оборудования.

Окисление

Окисление продуктов переработки нефти происходит в резервуарах при их контакте с воздухом, приводит к образованию смол и органических кислот. Этот процесс ускоряется при повышенной температуре хранения, а также при увеличении площади поверхности жидкости и объема паровой фазы. Поэтому для длительного хранения топлива рекомендуется использовать заглубленные резервуары или резервуары с плавающими покрытиями, такими как понтоны и плавающие крыши. В резервуарах типа РВС желательно поддерживать хранение при повышенных уровнях жидкости, чтобы минимизировать контакт с воздухом и замедлить окисление.

Загрязнение

Происходит из-за атмосферной пыли, продуктов коррозии трубопроводов и резервуаров, а также смол. Пыль, всегда присутствующая в атмосфере, попадает в резервуары при каждом их “вдохе” и постепенно оседает в углеводородной жидкости. 

Продукты коррозии образуются на внутренней поверхности резервуаров и осыпаются при их вибрации. Дополнительно, загрязнению способствуют налив нефтепродуктов в плохо очищенные емкости, перекачка по загрязненным трубопроводам и несвоевременная зачистка резервуаров от накопившихся осадков. 

Основными причинами загрязнения при перекачке по магистральным трубопроводам являются использование загрязненных труб при строительстве и ремонте, применение глиняных тампонов для отделения мест сварки от полости труб, а также закачка осадка, извлеченного из резервуаров, в трубопроводы. 

Для уменьшения загрязнения применяют:

• фильтры;
• отстаивание;
• центрифугирование
• использование внутренних покрытий резервуаров.

Количественно-качественные

Потери, следствием которых является одновременное уменьшение объема продукции при ухудшении его качества.  

Испарение

Является ключевым фактором, приводящим к убыткам в нефтяной промышленности. Эти потери происходят из-за перехода жидкого вещества в газообразное состояние, что особенно актуально при его хранении и транспортировке.

Основных причин испарения всего 4:

1. Естественная вентиляция газового пространства в резервуаре.
2. Повышение давления при закачке и вытеснении паров через дыхательные клапаны.
3. Потери от обратного воздушного потока, когда поступающий в резервуар воздух насыщается парами нефтепродукта, увеличивая объем газа и вызывая его выход из резервуара.
4. Утечки при насыщении газового пространства, которые происходят при заливке небольшого количества бензина в пустой резервуар.

Способы борьбы с испарением состоят в использовании плавающих крыш и понтонов в резервуарах, улучшении систем вентиляции и модернизации дыхательных клапанов, теплоизоляции резервуаров, а также применении ингибиторов испарения. Примеры успешных практик включают также автоматизированные системы контроля уровня и температуры.