- •ВВЕДЕНИЕ
- •Контрольные вопросы
- •2.1. Структура ДОПОГ
- •2.3. Документация
- •2.4. Совместная погрузка грузов
- •2.5. Меры предосторожности
- •Контрольные вопросы и здания
- •3. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
- •3.2. Контроль качества при приеме, хранении и отпуске нефтепродуктов
- •Контрольные вопросы
- •4. ТРАНСПОРТИРОВНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ
- •4.1. Железнодорожный транспорт
- •4.3. Режим труда и отдыха
- •Контрольные вопросы и задания
- •5. ЛИКВИДАЦИЯ РАЗЛИВОВ НЕФТИ
- •5.2. Локализация разливов нефти на открытой воде
- •5.4. Применимость методов ликвидации разливов нефти в открытом море при наличии ледового покрова разных типов
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
Министерство образования и науки Российской Федерации СибАДИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
« б рск й государственный автомобильно-дорожный университет»
С. В. Савельев, И. К. Потеряев
ОРГАНИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТА НЕФТИ,
НЕФТЕПРОДУКТОВ И ГАЗА
Учебное пособие
Омск– 2018
УДК 625.76.08 |
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите |
|
детей от информации, |
причиняющей вред |
|
ББК 39.311-06 |
их здоровью и развитию» |
данная продукция |
С12 |
маркировке не подлежит. |
|
|
|
|
|
Рецензенты: |
|
|
канд. техн. наук, доц. С. А. Милюшенко (СибАДИ); |
|
канд. техн. наук В. Г. Алексеенко (ООО «Транснефтегазпроект») |
|
|
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве |
||
учебного пособ я. |
|
СибАДИРекомендовано для о учающихся бакалавриата и магистратуры всех форм обучения направления «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», профиль «Сервис транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования (нефтепродуктоо еспечение и газоснабжение)», по дисциплинам «Организация транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. Контроль качества», «Методы и средства учета на объектах хранения нефти и нефтепродуктов», «Технологическое оборудование для контроля и учета нефтепродуктов», «Техническая эксплуатация транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования», «Техническая эксплуатация и испытания транспортных и транспортно-технологических машин и оборудования», «Инновации в сфере транспорта нефтепродуктов и газа».
авельев, Сергей Валерьевич.
12 Орган зац я транспорта нефти, нефтепродуктов и газа [Электронный ресурс] :
учебное пособ е / С.В. Савельев, И.К. Потеряев. – Электрон. дан. – Омск : СибАДИ, 2018.
– URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа: для
авторизованных пользователей.
Рассмотрены теорет ческие и практические вопросы организации транспорта нефти, нефтепродуктов газа автомо ильным, железнодорожным, воздушным, водным и трубопроводным транспортом. Представлены методы ликвидации разливов нефти и
нефтепродуктов на воде, суше и во льдах.
Имеет |
нтеракт вное оглавление в виде закладок. Содержит видеоматериалы |
обучающего |
демонстрац онного характера, которые воспроизводятся с помощью |
проигрывателя Windows Media. |
Подготовлено на кафедре «Эксплуатация и сервис транспортно-технологических машин комплексов в строительстве».
Мультимедийное издание (14 МБ)
Системные требования : Intel, 3,4 GHz ; 150 МБ ; Windows XP/Vista/7 ; DVD-ROM ; 1 ГБ свободного места на жестком диске ; программа для чтения pdf-файлов :
Adobe Acrobat Reader; Google Chrome ; Windows Media Player, колонки
Редактор О.А. Соболева
Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова Издание первое. Дата подписания к использованию 07.06.2018
Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2018
Ссылки на видео внутри работы кликабельны
ВВЕДЕНИЕ
Нефть и нефтепродукты могут перевозится различными видами транспорта: автомобильным, железнодорожным, воздушным, водным,
трубопроводным. Каждый из них имеет свои особенности,
СибАДИбензины, д зельные топлива, топлива для реактивных двигателей,
преимущества и недостатки [1, 2].
В настоящее время от нефтебаз до потребителя нефтепродукты перевозятся в основном в автомобильных цистернах, которые, как правило, меют целевое назначение и используются постоянно для
перевозки одного того же сорта нефтепродукта (автомобильные
масла мазуты). Это позволяет механизировать процессы налива и слива нефтепродуктов, а также сохранить их качество. В то же время некоторые автотранспортные предприятия нуждаются в подвозе одновременно нескольких сортов нефтепродуктов, например,
автомобильного бензина и дизельного топлива, автомобильного бензина и масла, что требует создания комбинированных автомобильных цистерн, позволяющих выполнять такие перевозки.
Однако эти автомобильные цистерны не получили пока широкого распространения [3, 4].
Эффективность работы автомобильного транспорта во многом зависит от технического состояния подвижного состава. В связи с этим важными вопросами являются: выбор оптимальных систем методов организации технического обслуживания и ремонтов автомобильных цистерн, обеспечение эксплуатационной надежности и технической диагностики состояния автомобильных цистерн,
планирование расхода запасных частей с учетом условий
3
эксплуатации. Кроме того, для организации эффективной эксплуатации автомобильных цистерн необходимо знать устройство специального оборудования, его технические характеристики и
особенности эксплуатации [5]. Си бА Д И
4
1. НЕФТЬ И НЕФТЕПРОДУКТЫ
1.1. Общие сведения
Нефть – природная маслянистая горючая жидкость со
специфическим запахом, состоящая в основном |
из |
сложной |
смеси углеводородов различной молекулярной массы |
и |
некоторых |
других х м ческ х соединений.
|
Поскольку основу нефти составляют углеводороды, то ее |
||||
С |
|
|
|
|
|
|
плотность обычно меньше единицы. Плотности нефтепродуктов |
||||
|
существенно зав сят от фракционного состава и изменяются в |
||||
|
пределах, указанных в та л. 1.1. |
|
|
|
|
|
и |
|
Таблица 1.1 |
||
|
Плотность нефти и нефтепродуктов |
|
|
|
|
|
|
Бензин (плотность 0,710–0,750 г/см3) |
|
|
|
|
|
Керосин (плотность 0,750–0,780 г/см3) |
|
|
|
|
Нефть |
Дизельное топливо (пл. 0,800–0,850 г/см3) |
|
||
|
|
|
3 |
|
|
|
(плотность 0,800–0,950 г/см3) |
Масляные погоны (пл. 0,910–0,980 г/см ) |
|
||
|
Мазут (плотность 0,950 г/см3) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гудрон (плотность 0,990–1,0 г/см3) |
|
|
|
|
бА |
|
|
|
|
|
|
Смолы (плотность > 1,0 г/см3) |
|
|
|
Brent – эталонная (маркернаяД) марка (сорт) нефти, добываемой в Северном море. Цена нефти Brent с 1971Иг. является основой для ценообразования около 40% всех мировых сортов нефти. Название сорта происходит от одноименного месторождения в Северном море,
открытого в 1970 г. Слово «Brent» образовано от первых букв названий нефтеносных пластов:Broom, Rannoch, Etieve, Ness и Tarbat – BRENT. Смесь Brent классифицируется как легкая малосернистая нефть [6].
5
Плотность и содержание серы различных марок нефти
представлены в табл. 1.2.
С |
|
Таблица 1.2 |
||
|
Плотность и содержание серы различных марок нефти |
|||
|
|
|
|
|
|
Марка нефти |
|
Плотность, кг/м3 |
Содержание серы |
|
Urals (Росс я) |
|
860–871 |
1,3% |
|
|
|
|
|
|
Brent |
|
831 |
0,2% |
|
|
|
|
|
|
и |
|
845–850 |
0,6% |
|
Siberian Light (Росс я) |
|
Нефтепродукты – это смеси различных газообразных, жидких и
углеводородыбитумы, нефтяные, прочие нефтепродукты. К топливам относят углеводородные газы, газы нефтяные попутные
твердых углеводородов, получаемые из нефти и нефтяных попутных газов. Разделяются на следующие основные группы: топлива,
нефтяные масла, нефтяные растворители, керосины, твердые
(углеводородные газыА, сопутствующие нефти и выделяющиеся при ее добыче на газонефтяных месторожденияхД. Эти газы находятся в
нефти в растворенном виде и выделяются из нее вследствие снижения давления при подъеме нефти на поверхность земли. В газонефтяных месторождениях на 1 т нефти приходится 30–300Им3 газа, бензины,
топливо для воздушно-реактивных двигателей, дизельные топлива,
котельные топлива и др. [1].
В качестве растворителей используют узкие бензиновые и керосиновые фракции, полученные прямой перегонкой нефти.
К твердым углеводородам относят парафин, церезин, озокерит и их смеси с маслами.
6
Битумы представляют собой твердые или вязкие жидкие
вещества, получаемые из остаточных продуктов нефтепереработки.
Обычно различают светлые и темные нефтепродукты. К первым |
|||
относят авиа- и автобензины, бензины-растворители, авиакеросин, |
|||
С |
|
|
|
осветитительные керосины, дизельные топлива, к последним – мазут, |
|||
а также получаемые в результате его перегонки дистиллятные масла и |
|||
нефти |
|
|
|
гудрон. |
|
|
|
Часть |
товарных |
нефтепродуктов |
вырабатывают |
непосредственно |
з |
или различных нефтяных фракций и |
|
бА |
|
остатков; мног е нефтепродукты (например, авто- и авиабензины,
котельные топл ва, масла) получают смешением отдельных компонентов-продуктов перера отки нефти. Смешение компонентов
позволяет производить товарный продукт необходимого качества и при этом рационально использовать свойства каждого компонента [1].
Для оценки качества нефтепродуктов определяют ряд их
физико-химических свойств. |
Д |
|
К числу важнейших физических свойств относят: вязкость,
плотность и фракционный состав.
Присутствие в нефтепродуктах агрессивныхИсернистых соединений обнаруживают по изменению цвета медной пластинки после контакта ее с испытуемым нефтепродуктом.
Продукты нефтепереработки относятся к числу пожароопасных веществ. Пожароопасность керосинов, масел, мазутов и других тяжелых нефтепродуктов оценивается температурами вспышки и воспламенения.
Температурой вспышки называется температура, при которой
7
пары нефтепродукта, нагреваемого в определенных стандартных условиях, образуют с окружающим воздухом взрывчатую смесь и вспыхивают при поднесении к ней пламени. Следует отметить, что при определении температуры вспышки бензинов и легких нефтей
Сопределяют верхний предел взрываемости, а для остальных
нефтепродуктов – н жний.
нефтепродуктов. Чем ниже пределы перегонки нефтепродукта, тем
дизельныхТемпература вспышки зависит от фракционного состава
ниже |
температура вспышки. В среднем температура вспышки |
|
бА |
бензинов наход тся в пределах от –30 до –40°С, керосинов 30–60 °С, |
|
|
топл в 30–90 °С и нефтяных масел 130–320 °С. По |
температуре вспышки можно судить о наличии примесей более низкокипящих фракций в тех или иных товарных или промежуточных нефтепродуктах.
Температурой воспламенения называется температура, при которой нагреваемый в определенныхДусловиях нефтепродукт загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 сек.
Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки.
Чем тяжелее нефтепродукт, тем больше этаИразница. При наличии в
маслах летучих примесей эти температуры сближаются.
Температурой самовоспламенения называется температура, при которой нагретый нефтепродукт в контакте с воздухом воспламеняется самопроизвольно без внешнего пламени.
Температура самовоспламенения нефтепродуктов зависит и от фракционного состава и от преобладания углеводородов того или иного класса. Чем ниже пределы кипения нефтяной фракции, тем она
8
менее опасна с точки зрения самовоспламенения. Температура
самовоспламенения |
уменьшается |
с |
увеличением |
среднего |
молекулярного веса нефтепродукта. Тяжелые нефтяные остатки |
||||
самовоспламеняются при 300–350 °С, а бензины только при |
||||
С |
|
|
|
|
температуре выше 500 °С [1, 2]. |
|
|
|
|
При появлен |
внешнего источника пламени (огня или искры) |
положенпожароопаснымие резко меняется, и легкие нефтепродукты становятся взрыво- .
Из углеводородов самыми высокими температурами самовоспламенен я характеризуются ароматические углеводороды.
1.2. Спец ф ческие свойства нефтепродуктов
Нефтепродукты о ладают целым рядом особенностей, которые существенным о разом влияют на организацию нефтескладского хозяйства. Главнейшими из них являются: огнеопасность,
взрывоопасность, способность |
электризоваться при движении, |
|||
|
Д |
|
||
высокая испаряемостьбАи вязкость некоторых нефтепродуктов, а также |
||||
вредность нефтепродуктов для здоровья. |
|
|||
Огнеопасность |
|
И |
||
Нефтепродукты |
являются |
|||
легковоспламеняющимися |
и |
горючими жидкостями.
Критерием, разделяющим нефтепродукты по степени огнеопасности, является температура вспышки паров нефтепродуктов.
Температурой вспышки называется та наинизшая температура,
при которой смесь их паров с воздухом при атмосферном давлении при поднесении к ней пламени вспыхивает и затем затухает.
9
Температурой воспламенения называется та наинизшая температура, при которой смесь паров данных жидкостей с воздухом при атмосферном давлении при поднесении к ней пламени
|
воспламеняется и горит. |
|
|
|
|
|
|||
С |
огнеопасности |
нефтепродукты |
разделяются на |
||||||
|
По |
степени |
|||||||
|
4 класса (табл. 1.3). |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.3 |
|
|
|
|
Классы огнеопасности |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Классы |
|
Температура |
Наименование нефтепро- |
|
Примечание |
|||
|
нефтепродуктов |
|
, °С |
|
дуктов |
|
|||
|
|
|
|
|
|||||
|
I |
|
битумы |
|
|
Легковоспламеня- |
|||
|
|
Н же + 28 |
Бензины, лигроины и т. д. |
|
|||||
|
II |
|
|
28–45 |
Керосины тракторный и |
|
ющиеся |
||
|
вспышки осветительный и т. д. |
|
нефтепродукты |
||||||
|
III |
|
|
45–120 |
Мазуты, моторное, |
|
|
||
|
|
|
дизельное топливо и т. д. |
|
Горючие |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
IV |
|
Выше 120 |
Масла, |
|
, асфальты, |
|
нефтепродукты |
|
|
|
парафин и т. д. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Нефтепродукты могут воспламениться и без наличия пламени – |
||
при нагревании их до определенной температуры. Температура, при |
||
которой воспламеняютсяАпары горючих жидкостей без поднесения к |
||
ним открытого огня, называется температурой самовоспламенения. В |
||
табл. 1.4 приведены температуры самовоспламенения паров |
||
некоторых нефтепродуктов. |
И |
|
Д |
||
|
Таблица 1.4 |
|
Температуры самовоспламенения нефтепродуктов |
||
|
|
|
Наименование нефтепродуктов |
Температура самовоспламенения, °С |
|
Бензины |
510–530 |
|
Керосины |
290–430 |
|
Дизельное топливо |
300–330 |
|
Бензол |
720 |
|
Толуол |
730 |
|
10
Взрывоопасность
Взрыв паров нефтепродуктов, даже при поднесении к газовому
пространству открытого огня, возможен лишь при определенном
процентном содержании этих паров в воздухе.
Наименьшее содержание паров горючего в воздухе при обыкновенной температуре и атмосферном давлении, при котором возможен взрыв, называется низшим пределом взрываемости
|
горючего. |
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
На большее же процентное содержание паров горючего в |
||||||||
|
воздухе |
|
|
температуре и атмосферном давлении, при |
|||||
|
котором также еще возможен взрыв, называется верхним пределом |
||||||||
|
при |
|
|
|
|
|
|||
|
взрываемости. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Промежуток между верхним и низшим пределами взрываемости |
||||||||
|
|
обыкновенной |
|
|
|
|
|||
|
называется областью или зоной взрываемости. |
|
|
||||||
|
В табл. 1.5 приведены пределы взрываемости наиболее |
||||||||
|
взрывоопасных жидкостей. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
А |
Таблица 1.5 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Низший и высший предел взрывоопасности нефтепродуктов |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Наименование |
|
|
Низший предел |
|
|
Высший предел |
|
|
|
нефтепродуктов |
|
|
|
объем % |
|
|
||
|
|
|
|
|
Д |
|
|||
|
Бензины |
|
|
|
1,1 |
|
|
6,0 |
|
|
Лигроины |
|
|
|
1,5 |
|
|
4,5 |
|
|
Керосины |
|
|
|
2,0 |
|
|
3,0 |
|
|
Бензол |
|
|
|
1,4 |
|
|
7,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
Электризация
При движении нефтепродуктов по трубам и при прохождении их через слой воздуха в виде капель (например при наливе в железнодорожные цистерны, танкеры и т. д.) возникает статическое
11
электричество. Оно образуется вследствие трения нефтепродуктов в первом случае о стенки труб, а во втором – о воздух (эффект Ленарда). Нефтепродукт получает заряды электричества одного знака,
трубопроводы и воздух – другого. Являясь хорошими диэлектриками,
нефтепродукты сохраняют электрические заряды в течение |
|||||||
длительного времени. Разряды статического электричества между |
|||||||
изолированными трубопроводами, автоцистернами на шинах и т. д. и |
|||||||
заземленными предметами могут повлечь за собой загорание или |
|||||||
С |
|
|
|
|
|
||
взрыв паров нефтепродуктов. |
|
|
|
|
|||
Для |
|
|
скопления |
статического |
электричества |
||
необход мо, что ы тру опроводные сети, соединяющие различные |
|||||||
предупреждения |
|
|
|
|
|||
объекты нефте аз, представляли |
электрически |
|
непрерывную |
||||
заземленную цепь. |
|
|
|
|
|
||
Испаряемость |
|
|
|
|
|
||
Светлые |
легкие |
нефтепродукты |
(газовые, |
пусковые, |
|||
авиационные и автомобильные бензины) содержат значительное |
|||||||
|
бА |
|
|
||||
|
|
|
Д |
количество легкоиспаряющихся углеводородов. При испарении легких фракций нефтепродукт теряется количественно и ухудшается также его качество. В результате потериИлегких фракций нефтепродукт из-за значительного изменения физико-технических констант часто не может быть непосредственно использован и подлежит «исправлению». Насколько быстро происходит в некоторых случаях изменение фракционного состава нефтепродуктов и обесценение их можно судить по данным табл. 1.6, иллюстрирующей результаты испарения бензина из открытого сосуда.
12
|
Насыщение воздуха парами бензина в паровом пространстве |
||||||||
|
резервуаров происходит чрезвычайно быстро, причем вследствие |
||||||||
|
наличия конвективных токов расслоения паров не наблюдается и |
||||||||
|
концентрация паров во всех точках газового пространства остается |
||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|||
|
примерно одинаковой (табл. 1.7). Поэтому в целях предотвращения |
||||||||
|
потерь на более ценных, легко испаряющихся фракций такие |
||||||||
|
Изменение |
|
|
|
транспортировать в |
||||
|
нефтепродукты необходимо хранить и |
||||||||
|
гермет з рованных резервуарах. |
|
|
|
|
|
|||
|
бА |
Таблица 1.6 |
|||||||
|
|
|
|
фракционного состава |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Фракц онный состав |
|
|
Сроки от начала опыта |
|
||||
|
продукта |
|
0 ч |
1 ч |
|
3 ч |
5 ч |
24 |
|
|
Вык пает от – до °С |
|
|
Изменения состава, % |
|
||||
|
70 |
– 80 |
|
5,8 |
– |
|
– |
– |
– |
|
80 |
– 90 |
|
14,6 |
8,7 |
|
2,0 |
– |
– |
|
90 – 100 |
|
16,9 |
19,1 |
|
13,2 |
1,2 |
– |
|
|
100 |
– 110 |
|
15,8 |
19,0 |
|
21,4 |
19,0 |
– |
|
110 |
– 120 |
|
13,2 |
16,4 |
|
19,5 |
25,6 |
13,2 |
|
120 |
– 130 |
|
11,4 |
11,4 |
|
15,2 |
18,8 |
30,2 |
|
|
|
Таблица 1.7 |
|
|
Испарение бензиновых паров |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Бензиновые пары в газовой смеси, объем, % |
|
||
Время от начала |
Д |
|
||
у поверхности |
в середине |
вверху газового |
||
испарения |
газового |
|
||
продукта |
пространства |
|
||
|
пространства |
|
||
|
|
|
|
|
Через 10 мин |
11,9 |
5,9 |
2,9 |
|
« 30 » |
16,2 |
12,9 |
10,5 |
|
« 60 » |
17,6 |
17,6 |
16,2 |
|
|
|
И |
|
Вязкость
Многие темные нефтепродукты и масла при низких температурах обладают значительной вязкостью. Потери на трение
13
при перекачке таких нефтепродуктов по трубопроводам и при |
|||||
истечении из железнодорожных цистерн бывают настолько |
|||||
большими, что процессы перекачки и выгрузки часто становятся |
|||||
невозможными без проведения специальных мероприятий. Часть |
|||||
С |
|
|
|
|
|
нефтепродуктов (главным образом парафинистые нефтепродукты) |
|||||
застывает при сравн тельно высоких температурах. Перекачка таких |
|||||
их |
других нефтескладских |
операций |
|||
нефтепродуктов |
выполнение |
||||
также |
часто |
оказываются |
затруднительными |
и |
даже |
неосуществ мыми. Поэтому для приведения вязких и застывающих
|
особенно |
|
||
нефтепродуктов в транспортабельное, подвижное состояние |
||||
необход мо пон з ть |
вязкость и путем подогрева |
обратить в |
||
жидкое состоян |
. Подогрев нефтепродуктов резко снижает их |
|||
вязкость, |
|
А |
позволяет |
|
|
в |
о ласти низких температур, и |
||
транспортировать |
ез осо ых затруднений. |
|
||
Вредность паров нефтепродуктов |
|
|||
|
|
|
Д |
Пары нефтепродуктов и нефтей вредны для здоровья человека, а
пары сернистых нефтепродуктов обладают сильными отравляющими свойствами. Особенно вредны тяжелые бензины, содержащие бензол,
и этилированные бензины (с присадкой тетраэтилсвинцаИ– ТЭС).
Отравление людей нефтяными парами может произойти при ремонте и очистке резервуаров и цистерн, недостаточно очищенных от бензина и в недостаточно вентилируемых помещениях. Опасный для здоровья предел содержания паров в воздухе считается равным для бензина, лигроина, уайтспирита и керосина – 0,3 мг/л и для сероводородного газа – 0,01 мг/л.
14