17.6 Погрузка грузов с очень высоким давлением паров

17.6.1 Выделение газа

До сих пор в этой главе рассматривались вопросы, связанные с выделением и рассеиванием газа грузами с высоким давлением паров, при погрузке которых образуются слои концентрированного углеводородного газа толщиной 1 метр или менее (см. раздел 17.2.1). Иногда встречаются грузы, образующие слои большей толщины. В качестве основного примера можно привести сырые нефти, давление паров которых может увеличиваться при добавлении газа (такого, как бутан) в количестве, превышающем обычное содержание, а также некоторых видов природного газолина, побочных продуктов переработки сжиженных природного и нефтяного газов, иногда известных как пентаны плюс.

Примеры изменений толщины слоя газа (до уровня концентрации, достигающей 50% по объему) по отношению к истинному давлению паров (ИДП), показаны на рис. 17-6 для типичных природных газолинов и сырых нефтей; существуют грузы с промежуточными свойствами, например, конденсаты со стабилизированной температурой вспышки, некоторые продукты дистилляции легких фракций, а также сырые нефти с необычно низким содержанием метана и этана.

На рис 17-6 показана кривая для природного газолина, соответствующая серии смесей с различными значениями ИДП, а кривая для сырой нефти соответствует ряду, образованному добавлением в сырую нефть бутана в возрастающих количествах. При толщине слоя газа несколько менее 1 метра зависимость толщины от ИДП для обоих грузов не очень заметна. При более высоких значениях ИДП кривая постепенно становится более крутой, и это говорит о том, что в этом диапазоне незначительное возрастание ИДП может стать причиной того, что процесс выделения газа станет гораздо более интенсивным.

Кипение начинается тогда, когда величина ИДП превышает 1 бар [100 кПа]. Для смесей природного газолина начало этого процесса почти совпадает с моментом резкого увеличения толщины слоя газа. Однако для смесей сырой нефти с бутаном резкого увеличения толщины слоя не наблюдается до тех пор, пока не будет достигнуто значение ИДП, значительно превышающее 1 бар. Сырые нефти могут быть стабилизированы таким образом, что их значения ИДП будут почти равняться или чуть выше 1 бар по мере того, как они будут поступать на судно. Поэтому на практике кипение некоторых газов может начаться даже без добавления бутана, при этом выделение газа не обязательно будет интенсивным.

При кипении пузырьки газа образуются ниже поверхности жидкости, но только на такой глубине, на которой суммарное давление (атмосферное плюс гидростатическое) равно ИДП. Последующая потеря газа на этом участке может привести к местному снижению ИДП;

более того, скрытая теплота, необходимая для испарения газа, приводит к охлаждению, которое также снижает ИДП. По этим двум причинам уменьшение ИДП в предповерхностном слое жидкости способствует задержке начала процесса кипения, несмотря на то, что ИДП всего объема жидкости превышает 1 бар [100 кПа].

Вот почему существует возможность перегрузки сырых нефтей, когда их ИДП несколько превышает 1 бар. Это не относится в той же степени к продуктам типа природного газолина, поскольку в сырой нефти газообразные компоненты составляют только малую часть от общего объема, в то время как природный газолин почти полностью состоит из потенциально газообразных компонентов. Это означает, что возможность присутствия газа в процессе кипения намного более вероятна для природных газолинов, чем для сырых нефтей. ИДП природных газолинов почти никогда не уменьшается из-за снижения содержания газа в момент начала их кипения, а возможность продолжения процесса кипения природных газолинов намного более вероятна по сравнению с сырыми нефтями.