Хранение нефти

 

Федеральное агентство  по образованию

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

Уфимский государственный  авиационный технический университет

 

Кафедра экономической информатики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

По дисциплине: Объектно-ориентированный подход в ИТ

 

На тему: «Хранение  нефти»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент ИНЭК

гр. И-202

Иванов И.И.

Проверил: преподаватель

          Петров В.В.

 

 

Уфа 2012

 

 

 

Содержание

 

Введение

1. Продуктопроводы
1. Типы продуктопроводов
2. Нормативы, правила и стандарты
3. Прокладка продуктопроводов
4. Эксплуатация продуктопроводов
2. Поставка партиями и границы раздела
3. Защита окружающей среды
4. Рабочие и продуктопроводы: надежность, здоровье и безопасность
5. Подземный складской резервуар жидких нефтепродуктов
1. Терминалы и нефтебазы
2. Нефтяные парки
3. Складские резервуары
6. Прием продуктов из продуктопроводов и морских судов
7. Замеры и взятие проб в резервуаре
8. Вентилирование и очистка резервуаров 
9. Защита и предотвращение пожара
10. Противопожарная защита резервуаров
11. Проблемы безопасности и здоровья на терминалах и нефтебазах
12. Защита окружающей среды при хранении 

     Объектная  модель

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

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. 
Жидкие нефтепродукты транспортируют, хранят и обрабатывают в их естественном жидком состоянии.

 

1. 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 с пропускной способностью 800 баррелей в день, 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. 
 

 

 

 

1.1 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. 
 
1.2. Нормативы, правила и стандарты 

Продуктопроводы должны строиться и эксплуатироваться  таким образом, что бы соответствовать  стандартам безопасности людей и окружающей среды, которые разработаны правительственными органами и промышленными ассоциациями.  
          В США, Департамент Транскарта (ДТ) регулирует эксплуатацию продуктопроводов, Агентство по Защите Окружающей Среды (АЗС) определяют нормы и правила при выбросах и пролитии продуктов, Администрация Защиты Безопасности и Охраны Труда (АЗАЗБОТ) публикует стандарты, связанные с защитой безопасности и здоровья рабочих на производстве, а Межштатная Коммерческая Комиссия (МКК) регламентирует деятельность продуктопроводов общего пользования. Ряд индустриальных организаций, таких как Американский институт нефти и Американская Ассоциация газовых Компаний, так же публикуют рекомендации по вопросам эксплуатации продуктопроводов. 
 
1.3. Прокладка продуктопроводов

 

Трассы продуктопроводов планируют, используя топографические  карты, полученные с помощью аэросъемок; затем следует уже наземная топографическая  съемка. После определения трассы, получения права ограждения полосы по маршруту продуктопровода и разрешения на строительство, необходимо разбить базовые лагеря и организовать инфраструктуру для подъезда строительного оборудования. Продуктопроводы можно прокладывать последовательно, или одновременно, прокладывая секции, которые потом стыкуются.  
            Первый шаг к прокладке продуктопровода - это строительство вспомогательной дороги вдоль трассы продуктопровода шириной 15-20м.; эта дорога используется как опорная база для прокладки продуктопровода, а также для оборудования соединения секций труб, выемки земли для укладки труб с последующей их засыпкой.  
Трубные секции укладываются на земле вдоль вспомогательной дороги. Концы труб зачищаются, трубы сгибают горизонтально или вертикально, в зависимости от условий стыковки, и секция удерживается над землей в нужной позиции упорными колодками, и соединяют с помощью электрической дуговой сварки. Сварочные швы проверяются визуально, а затем гамма излучением для обнаружения дефектов. Каждую подсоединяемую секцию покрывают жидкой мыльной пеной и продувают сжатым воздухом для выявления утечек. 
             Продуктопровод чистят, грунтуют и покрывают горячим, подобным смоле, материалом для предотвращения коррозии и обматывают с внешней стороны слоем плотной бумаги, минеральной ватой или пластмассой. Если трубы должны находиться в земле, низ траншеи покрывают песком и гравием. Трубу иногда приходиться закреплять короткими бетонными рукавами, чтобы предотвратить ее подъем под давлением подпочвенных вод. После размещения трубы в траншее, ее засыпают и поверхность над траншеей приводят к прежнему обычному виду. После покраски и обмотки, надземные трубы поднимают на подготовленные опоры или стойки, имеющие различные конструктивные характеристики, например против ударные в случае землетрясения. Трубы продуктопровода могут иметь изоляцию или проверять температуру устройствами мониторинга, чтобы поддерживать нужную по всему маршруту транспортировки. Все секции продуктопровода подвергаются гидростатическому тестированию до закачки газа или жидких углеводородных продуктов.

 

1.4 Эксплуатация продуктопроводов

 

             Продуктопроводы могут принадлежать  или эксплуатироваться частной  компанией. Транспортируются только  продукты владельца, или продуктопроводом  общего пользования, перегоняя  продукты любой компании при  условии, что требования к продуктам и тарифы согласованы. Тремя основными производственными требованиями для продуктопроводов являются: контроль, насосные или компрессорные станции и выходные терминалы. Важными функциями также являются хранение, очистка, связь и отправка.  
 
· Контроль функционирования продуктопровода. Не зависимо от вида транспортируемого продукта, диаметра и протяженности продуктопровода и рельефа местности, работа насосных станций, величина давления и скорость потока полностью контролируется с тем, чтобы обеспечить необходимую скорость и бесперебойность перекачки. Обычно оператор и компьютер контролируют насосы, задвижки, регуляторы и компрессоры по всей системе продуктопровода из центра управления.  
      
· Нефтяные насосные и газокомпрессорные станции. Насосные станции по перекачке сырой нефти и нефтепродуктов и газокомпрессорные станции размещают в устье скважины и вдоль трассы продуктопровода, для поддержания необходимого давления и объема перекачки. Насосы работают от электромоторов или дизельных двигателей, а турбины могут работать на нефтяном топливе, газе или паре. Многие станции управляются автоматически и большую часть времени не располагают персоналом. Насосы, оснащенные или не оснащенные возвратными паропроводами или линиями уравнивания давления, обычно используются на небольших продуктопроводах для транспортировки (ПГ, СНГ и сжатого природного газа (СПГ). Детекторы падения давления устанавливаются при выдаче сигнала об утечке в трубе, а клапаны ограничители потока или другие ограничивающие устройства используются, чтобы минимизировать скорость потока в случае утечки. Емкости для хранения или резервуары отделяют от основной магистральной трубы задвижками, управляемые вручную или с удаленного пульта, или кнопками главной связи.  
      
· Хранилища продуктов продуктопровода. Терминалы сырой нефти и нефтепродуктов имеют отсечные складские танки, в которые можно направить продукты для хранения, пока их не потребуют нефтеперегонные заводы, терминал или потребитель (см. рисунок 102.14). Другие танки, на насосных станциях продуктопроводов содержат топливо для дизельных моторов, от которых поступает энергоснабжение насосов или для электрогенераторов. Так как промыслы производят, а газопроводы перекачивают газ беспрерывно, в периоды снижения потребления, в такие как в летние месяцы, сниженные природный газ и нефтяные газы закачивают для хранения под землю естественные пещеры или соляные копи до того, как будут востребованы.

 

· Очистка продуктопровода. Продуктопроводы очищают в соответствии с графиком или в связи с необходимостью сохранить скорость потока, уменьшив трение и поддерживать максимально возможную величину диаметра, с помощью очистки внутренних поверхностей трубы. Специальное очищающее устройство называемое «свиньей» или «двигающемся дьяволом» размещается в трубе и проталкивается по трубе потоком нефти от одной насосной стации до следующей. Во время прохода «свиньи» по трубе, она выскребает грязь, воск или другие остатки, которые собрались на стенках трубы. По достижении насосной стации, «свинью» вытаскивают, чистят и заново вставляют в трубу для прохода до следующей станции.   
      
· Связь. Очень важным является наличие связи и общего соглашения в отношении графиков, скорости давления и перекачки, а также аварийных процедур, между станциями продуктопровода и операторами с одной стороны, отправителями и получателями сырой нефти, газа и нефтепродуктов с другой. Некоторые компании, управляющие продуктопроводами, имеют частные телефонные системы, которые передают сигналы по всей протяженности продуктопровода; другие компании используют радио связь или общественные телефонные сети. Многие продуктопроводы используют передающие системы высокочастотной связи для компьютерной связи между центром управления и насосными станциями. 
      
· Перекачка нефтепродуктов. Перекачка нефтепродуктов в продуктопроводе может осуществляться разными способами. Компания, управляющая нефтеперерабатывающим заводом, может смешать изготавливаемый сорт бензина с соответствующими добавками (обогатителями) и отправлять партию по продуктопроводу прямо на свой собственный терминал для распределения для своих потребителей. Другой способ состоит в том, что нефтеперерабатывающий завод производит партию бензина, которую называют «фракчизами» или специфицированный продукт, смешивая его таким образом, чтобы он отвечал спецификации трубопроводов общего пользования. Бензин закачивается в продуктопровод для доставки на любой терминал компании, который соединяется с системой продуктопровода. При использования третьего метода компании отправляют продукты на терминалы друг друга и обмениваются ими, что бы избежать излишних затрат на транспортировку и обработку. Фракчизы и обмениваемые продукты обычно смешивают и вносят добавки на терминалах, на которые поступает продукт из продуктопровода. И наконец, некоторые продукты поставляют по продуктопроводам от терминалов или нефтеперерабатывающих заводов прямо крупным коммерческим потребителям - топливо для реактивных самолетов в аэропорты, газ газораспределительным компаниям и мазут на электростанции.  
      
· Получение и доставка продуктов. Операторы продуктопроводов и терминалов должны совместно разрабатывать программы безопасного получения и передачи продуктов, а также согласовывать меры при аварийных ситуациях на продуктопроводах или терминалах во время прохождения продукта, требующие отсечки или переориентации продукта.  
В инструкции по получению партии продукта необходимо включать проверку наличия свободных емкостей, проверку задвижек танков и терминалов на открытие и настройку на прием соответствующих объемов, проверку поступления продукта в танк сразу же после начала закачки, процедуры замена партий и переключения танков по мере необходимости и мониторинга процесса приема продукта, что бы не допустить переполнения емкостей, а также поддержания связи между продуктопроводом и терминалом. Необходимо рассмотреть целесообразность использования письменного обмена информацией между работниками терминала, особенно при передаче смены во время поставки продукта.

 

2. Поставка партиями и границы раздела

 
Первоначально по продуктопроводам транспортировалась только сырая нефть, но в настоящее время по ним перекачивается все виды и марки жидких нефтепродуктов. Так как нефтепродукты транспортируются по продуктопроводам партиями, последовательно, на границах раздела происходит смешение продуктов. Смешенный продукт контролируется одним из трех методов: снижение номинальных характеристик, разделением, используя жидкие и твердые прокладки, а так же переработкой смеси. Можно использовать радиоактивные изотопы, цветную окраску и прокладки для определения смешения партий. Для идентификации партий на принимающих мощностях используются радиоактивные сенсоры, воздушное наблюдение, а так же измерение удельных весов.  
 
Нефтепродукты обычно транспортируют в продуктопроводе последовательностью партии совместимых видов сырой нефти или нефтепродуктов, примыкающих друг к другу. Одним из методов сохранения качества и целостности партии нефтепродукта является снижение качественных характеристик, которое достигается снижением интерфекса между двумя партиями до уровня уступающему по качеству продукта. Например, партия высококачественного бензина с высоким октановым числом отгружается сразу же перед или позже партии низко октанового стандартного бензина. Не большое количество смеси обоих продуктов будет квалифицироваться как бензин с низким октановым числом. Если партия бензина отгружается до или после дизельного топлива, небольшому количеству пограничного топлива позволяет смешаться с бензином, а не бензину с дизельным топливом, что может снизить температуру точку горения дизельного топлива. Границы партий обычно обнаруживают визуальным наблюдением, гравитационными приборами или взятием проб.  
 
Жидкие и твердые прокладки. или очищающие «свиньи», можно использовать для физического разделения и идентификации партии нефтепродуктов. Твердые прокладки обнаруживают по радиоактивным сигналам и направляются из продуктопровода в специальный приемник на терминале при изменении одной партии на другую. Жидкой прокладкой может быть вода или другой продукт, который не смешивается ни с одной из партий, которые он разделяет, и позже продукт-прокладка удаляется или поступает на переработку. Керосин, характеристики которого были снижены другим продуктом при хранении, должен пойти на переработку, или можно использовать для разделения партий.  
 
Третий метод обработки граничных объемов, часто используемый на стыках между нефтеперерабатывающей установкой и продуктопроводом, состоит в возврате граничной смеси на переработку. Продукты и граничные смеси, содержащие воду, тоже можно возвращать на переработку.