Резервоари за съхранение на нефт

По време на производството, рафинирането и разпространението на нефтопродукти са необходими различни по вид и размери резервоари за съхранение. По-малките болтови или заварени резервоари са по-подходящи за етапа на добив, докато големите заварени резервоари за съхранение са широко използвани в разпределителни терминали и рафинерии по цял свят. Изборът на резервоар зависи от работните условия, дизайна и необходимия капацитет за съхранение.
Резервоарите могат да бъдат с разнообразни размери и форми. За специални приложения може да са необходими резервоари, които са правоъгълни, с формата на хоризонтални цилиндри или дори сферични. 

По време на производството, рафинирането и разпространението на нефтопродукти са необходими различни по вид и размери резервоари за съхранение. По-малките болтови или заварени резервоари са по-подходящи за етапа на добив, докато големите заварени резервоари за съхранение са широко използвани в разпределителни терминали и рафинерии по цял свят. Изборът на резервоар зависи от работните условия, дизайна и необходимия капацитет за съхранение.Резервоарите могат да бъдат с разнообразни размери и форми. За специални приложения може да са необходими резервоари, които са правоъгълни, с формата на хоризонтални цилиндри или дори сферични. Хоризонталните цилиндри и сферите обикновено се използват за съхранение на въглеводородни продукти под налягане. Много по-разпространени са обаче резервоарите за съхранение при атмосферно или по-ниско налягане. Най-често срещани са вертикалните цилиндрични резервоари, чиито капацитет може да варира от 15 до близо 240 000 куб. м. Размерите съответно варират от 3 до над 120 м в диаметър.
Видове резервоариТипът конструкция на резервоара зависи от необходимия размер, както и от съхранявания продукт, местоположението и наличното пространство, преобладаващите метеорологични или специфичните за площадката условия и местните изисквания по отношение на безопасността и опазването на околната среда.Преди развитието и усъвършенстването на заваръчните процеси, резервоарите за нефтената индустрия са произвеждани посредством или болтова, или нитова техника, като са проектирани и доставяни като сегменти за крайно асемблиране на място. Нитови резервоари от ранните години на XX век все още могат да бъдат открити по света, при това много от тях в експлоатация.Болтовите резервоари по принцип се произвеждат от стомана или няколко неметални вида материали. В случай че не са галванизирани или с нанесено защитно покритие за предотвратяване на корозия, болтовата стоманена конструкция може да не предостави очаквания експлоатационен живот, който предлагат заварените стоманени резервоари. Те се конструират от материали с по-голяма дебелина, които могат да издържат на известна степен на корозия.Алтернатива на болтовите резервоари са фабрично заварените такива, чиито размер и капацитет обаче са ограничени от метода на транспортиране, използван за трансфер на съоръжението от завода до производствената площадка. Фабрично заварените резервоари предоставят на нефтената индустрия адекватни нива на безопасност и ценова ефективност. Те се тестват за течове още в завода, за да могат да са готови за експлоатация при пристигането им на определеното място. След разтоварването им и присъединяването им към наличната тръбопроводна инфраструктура те могат директно да влязат в употреба.Друга алтернатива на болтовата конструкция са фабрично произведените или асемблирани на място неметални резервоари, обикновено изградени от пластмасови материали. Сред предимствата им са издръжливостта, невъзможността за корозия, ниската им цена и малкото им тегло. Едни от най-често срещаните такива резервоари са изградени от фиброармирана пластмаса (FRP), като те са подходящи за експлоатация и на открито, и на закрито.Ограниченията по отношение на работната температура за пластмасовите резервоари са обикновено от 5 до 65°C. Тъй като обаче пластмасовите резервоари се разграждат по-бързо от металните при пожар, някои оператори забраняват експлоатацията им за съхранение на нефтохимически продукти.От външната страна на резервоарите трябва да бъде нанесено цветно покритие за защита от ултравиолетовото излъчване, а вътрешната облицовка следва да бъде избрана като съвместима със съхранявания продукт. Необходима е и защита от механични въздействия. Според добрите практики по планиране пластмасовите резервоари не трябва да се разполагат в близост до други запалими резервоари за съхранение. Специално внимание трябва да се отдели на местните разпоредби за осигуряване на безопасност при съхранение на запалими продукти в запалими контейнери.Увеличената употреба на нефтопродукти през последните десетилетия води до смяна на източниците за доставка. Промените във физичните и химичните свойства на продуктите поставят нови предизвикателства пред производителите на резервоари. Все по-строгите изисквания за безопасност и опазване на околната среда също са съществен фактор при избора и проектирането на резервоари за нефтената индустрия.Основните видове конструкции са резервоарите за съхранение при атмосферно налягане, отворените резервоари и резервоарите с неподвижен и плаващ (външен или вътрешен) покрив. В зависимост от съхранявания продукт може да се наложи и използването на затворен резервоар с плаващ покрив.Отворените резервоари са едни от първите използвани за съхранението на нефтопродукти. Въпреки че осигуряват задържане на течността, директната експозиция на повърхността на атмосферата е предпоставка за високи загуби от изпарение, отделяне на миризми и увеличен риск от пожар. Понастоящем отворените резервоари имат ограничено приложение в нефтената индустрия, предимно за събиране на замърсени течни потоци, промивни или отпадъчни води.
Резервоари с неподвижен покривЧесто срещани са в производствените предприятия за съхранение на въглеводороди с парно налягане близо до атмосферното. В тези случаи те трябва да са оборудвани с клапани за налягане или вакуум и да са продухани с природен газ, за да се елиминира постъпването на въздух в парното пространство. Загубите от изпарение могат да бъдат високи, особено когато в резервоара се зарежда суров петрол и парите се отделят през клапана за налягане. В терминалите за суров петрол и помпените станции в резервоарите с неподвижен покрив може да бъде монтиран и вътрешен плаващ покрив за намаляване на загубите от изпарение на продукта.Най-разпространената конструкция включва конусовиден покрив, поддържан от единична централна колона и вътрешна или външна рамка. Междинни колони се използват, когато диаметърът на резервоара е над 36 м. Някои конструкции могат да са с тънкостенна покривна сглобка за допълнителна защита в случай на внезапно покачване на вътрешното налягане. Тогава проектното налягане е ограничено до еквивалентното налягане на собственото тегло на покривните пластини и поддържащата ги структура. Други конструкции, например самоподдържащият се куполообразен покрив или покрив тип чадър могат да се използват, когато наляганията надвишават възможностите на конусовидните покриви.Резервоарите от този вид трябва да разполагат с бързо отварящ се люк на покрива, даващ достъп на оператора да определи наличието на вода, измери нивото и вземе проби от суровия петрол. Люкът трябва да е проектиран така, че да действа като резервен вариант за изпускане на налягане в допълнение към първичния клапан за налягане и вакуум.Режимът на пълнене и изпразване на резервоара също оказва въздействие върху парното пространство под неподвижния покрив. Когато от резервоара се източва продукт, в парното пространство се засмуква въздух, което е предпоставка за опасност. През периода до следващото пълнене изпарителните загуби от дишане се увеличават поради по-големия обем на парното пространство. При запълване на резервоара с продукт нарастващият обем течност измества въздухопарната смес през вентилационния отвор на резервоара, генерирайки значителни емисии от изпарение.Докато парното налягане на продукта е ниско, се счита за безопасна практика да се използва свободно вентилиран резервоар с неподвижен покрив. За производствени резервоари и други приложения, в които парното налягане на постъпващата течност надвишава атмосферното при нормална температура на околната среда, е необходима система за създаване на покриващ газов слой за поддържане на положително налягане в резервоара и свеждане до минимум на възможността за засмукване на въздух в парното пространство. В периоди без запълване процесът на дишане на резервоара може да доведе до постъпването на въздух в него през клапана за налягане или вакуум и до формирането на взривоопасна смес.Системата за създаване на покриващ газов слой се състои от източник на природен газ и регулиращ клапан за поддържане на налягането в резервоара до предварително зададена стойност. Когато налягането се повишава, регулиращият клапан се затваря. Ако налягането продължи да се покачва, клапанът се отваря, за да се изпуснат покриващият газ и изпаренията от продукта.
Резервоари с плаващ покривРезервоарите с плаващ покрив не са предназначени за съхранение на всякакви нефтопродукти. Като цяло те са подходящи за приложения, при които продуктите не са стабилизирани (парите не са отстранени). Предназначението на резервоарите с плаващ покрив е да осигурят безопасно и ефективно съхранение на летливи продукти с минимално отделяне на пари в околната среда.Резервоарите с вътрешен плаващ покрив са разработени в средата на 50-те години на XX век с цел защита на плаващия покрив от неблагоприятни метеорологични условия, включително мълнии. В парното пространство между плаващия и неподвижния покрив са разположени отвори за циркулация, позволяващи естествена вентилация и намаляване на риска от акумулиране на пари от продукта и формиране на запалима смес.Затворените резервоари с плаващ покрив са подобни на тези с вътрешен плаващ покрив, но при тях не протича естествена вентилация. Вместо това, те са оборудвани с клапан за налягане или вакуум, а в някои случаи и със система за създаване на покриващ газов слой. Емисиите от тези резервоари са практически същите като от резервоарите с вътрешен плаващ покрив, но те могат лесно да бъдат уловени и отведени за последващо третиране при необходимост.По принцип плаващият покрив обхваща цялата повърхност на течността с изключение на малка част по периметъра на резервоара. При нормални условия покривът плава в центъра на резервоара. Под заварен стоманен плаващ покрив не трябва да има парно пространство. При нормални условия количеството пари, което може да се задържи под плаващия покрив, трябва да е незначително. Ако обаче се натрупа голямо количество изпарения или други некондензиращи пари, може да се засегне плавателната способност на покрива.Важно е да се разбере как функционират плаващите покриви и защо детайлите са от такова значение при проектирането на резервоари с такива конструкции. Изследването на емисиите от изпарение от резервоари за съхранение на нефт и нефтопродукти, както и методите за управление и елиминиране на тези емисии, са предмет на множество аналитични проучвания, полеви и лабораторни тестове.

Хоризонталните цилиндри и сферите обикновено се използват за съхранение на въглеводородни продукти под налягане. Много по-разпространени са обаче резервоарите за съхранение при атмосферно или по-ниско налягане. Най-често срещани са вертикалните цилиндрични резервоари, чиито капацитет може да варира от 15 до близо 240 000 куб. м. Размерите съответно варират от 3 до над 120 м в диаметър.

Видове резервоари

Типът конструкция на резервоара зависи от необходимия размер, както и от съхранявания продукт, местоположението и наличното пространство, преобладаващите метеорологични или специфичните за площадката условия и местните изисквания по отношение на безопасността и опазването на околната среда.

Преди развитието и усъвършенстването на заваръчните процеси, резервоарите за нефтената индустрия са произвеждани посредством или болтова, или нитова техника, като са проектирани и доставяни като сегменти за крайно асемблиране на място. Нитови резервоари от ранните години на XX век все още могат да бъдат открити по света, при това много от тях в експлоатация.

Болтовите резервоари по принцип се произвеждат от стомана или няколко неметални вида материали. В случай че не са галванизирани или с нанесено защитно покритие за предотвратяване на корозия, болтовата стоманена конструкция може да не предостави очаквания експлоатационен живот, който предлагат заварените стоманени резервоари. Те се конструират от материали с по-голяма дебелина, които могат да издържат на известна степен на корозия.

Алтернатива на болтовите резервоари са фабрично заварените такива, чиито размер и капацитет обаче са ограничени от метода на транспортиране, използван за трансфер на съоръжението от завода до производствената площадка. Фабрично заварените резервоари предоставят на нефтената индустрия адекватни нива на безопасност и ценова ефективност. Те се тестват за течове още в завода, за да могат да са готови за експлоатация при пристигането им на определеното място. След разтоварването им и присъединяването им към наличната тръбопроводна инфраструктура те могат директно да влязат в употреба.

Друга алтернатива на болтовата конструкция са фабрично произведените или асемблирани на място неметални резервоари, обикновено изградени от пластмасови материали. Сред предимствата им са издръжливостта, невъзможността за корозия, ниската им цена и малкото им тегло. Едни от най-често срещаните такива резервоари са изградени от фиброармирана пластмаса (FRP), като те са подходящи за експлоатация и на открито, и на закрито.

Ограниченията по отношение на работната температура за пластмасовите резервоари са обикновено от 5 до 65°C. Тъй като обаче пластмасовите резервоари се разграждат по-бързо от металните при пожар, някои оператори забраняват експлоатацията им за съхранение на нефтохимически продукти.

От външната страна на резервоарите трябва да бъде нанесено цветно покритие за защита от ултравиолетовото излъчване, а вътрешната облицовка следва да бъде избрана като съвместима със съхранявания продукт. Необходима е и защита от механични въздействия. Според добрите практики по планиране пластмасовите резервоари не трябва да се разполагат в близост до други запалими резервоари за съхранение. Специално внимание трябва да се отдели на местните разпоредби за осигуряване на безопасност при съхранение на запалими продукти в запалими контейнери.

Увеличената употреба на нефтопродукти през последните десетилетия води до смяна на източниците за доставка. Промените във физичните и химичните свойства на продуктите поставят нови предизвикателства пред производителите на резервоари. Все по-строгите изисквания за безопасност и опазване на околната среда също са съществен фактор при избора и проектирането на резервоари за нефтената индустрия.

Основните видове конструкции са резервоарите за съхранение при атмосферно налягане, отворените резервоари и резервоарите с неподвижен и плаващ (външен или вътрешен) покрив. В зависимост от съхранявания продукт може да се наложи и използването на затворен резервоар с плаващ покрив.

Отворените резервоари са едни от първите използвани за съхранението на нефтопродукти. Въпреки че осигуряват задържане на течността, директната експозиция на повърхността на атмосферата е предпоставка за високи загуби от изпарение, отделяне на миризми и увеличен риск от пожар. Понастоящем отворените резервоари имат ограничено приложение в нефтената индустрия, предимно за събиране на замърсени течни потоци, промивни или отпадъчни води.

Резервоари с неподвижен покрив

Често срещани са в производствените предприятия за съхранение на въглеводороди с парно налягане близо до атмосферното. В тези случаи те трябва да са оборудвани с клапани за налягане или вакуум и да са продухани с природен газ, за да се елиминира постъпването на въздух в парното пространство. Загубите от изпарение могат да бъдат високи, особено когато в резервоара се зарежда суров петрол и парите се отделят през клапана за налягане. В терминалите за суров петрол и помпените станции в резервоарите с неподвижен покрив може да бъде монтиран и вътрешен плаващ покрив за намаляване на загубите от изпарение на продукта.

Най-разпространената конструкция включва конусовиден покрив, поддържан от единична централна колона и вътрешна или външна рамка. Междинни колони се използват, когато диаметърът на резервоара е над 36 м. Някои конструкции могат да са с тънкостенна покривна сглобка за допълнителна защита в случай на внезапно покачване на вътрешното налягане. Тогава проектното налягане е ограничено до еквивалентното налягане на собственото тегло на покривните пластини и поддържащата ги структура. Други конструкции, например самоподдържащият се куполообразен покрив или покрив тип чадър могат да се използват, когато наляганията надвишават възможностите на конусовидните покриви.

Резервоарите от този вид трябва да разполагат с бързо отварящ се люк на покрива, даващ достъп на оператора да определи наличието на вода, измери нивото и вземе проби от суровия петрол. Люкът трябва да е проектиран така, че да действа като резервен вариант за изпускане на налягане в допълнение към първичния клапан за налягане и вакуум.

Режимът на пълнене и изпразване на резервоара също оказва въздействие върху парното пространство под неподвижния покрив. Когато от резервоара се източва продукт, в парното пространство се засмуква въздух, което е предпоставка за опасност. През периода до следващото пълнене изпарителните загуби от дишане се увеличават поради по-големия обем на парното пространство. При запълване на резервоара с продукт нарастващият обем течност измества въздухопарната смес през вентилационния отвор на резервоара, генерирайки значителни емисии от изпарение.

Докато парното налягане на продукта е ниско, се счита за безопасна практика да се използва свободно вентилиран резервоар с неподвижен покрив. За производствени резервоари и други приложения, в които парното налягане на постъпващата течност надвишава атмосферното при нормална температура на околната среда, е необходима система за създаване на покриващ газов слой за поддържане на положително налягане в резервоара и свеждане до минимум на възможността за засмукване на въздух в парното пространство. В периоди без запълване процесът на дишане на резервоара може да доведе до постъпването на въздух в него през клапана за налягане или вакуум и до формирането на взривоопасна смес.

Системата за създаване на покриващ газов слой се състои от източник на природен газ и регулиращ клапан за поддържане на налягането в резервоара до предварително зададена стойност. Когато налягането се повишава, регулиращият клапан се затваря. Ако налягането продължи да се покачва, клапанът се отваря, за да се изпуснат покриващият газ и изпаренията от продукта.

Резервоари с плаващ покрив

Резервоарите с плаващ покрив не са предназначени за съхранение на всякакви нефтопродукти. Като цяло те са подходящи за приложения, при които продуктите не са стабилизирани (парите не са отстранени). Предназначението на резервоарите с плаващ покрив е да осигурят безопасно и ефективно съхранение на летливи продукти с минимално отделяне на пари в околната среда.

Резервоарите с вътрешен плаващ покрив са разработени в средата на 50-те години на XX век с цел защита на плаващия покрив от неблагоприятни метеорологични условия, включително мълнии. В парното пространство между плаващия и неподвижния покрив са разположени отвори за циркулация, позволяващи естествена вентилация и намаляване на риска от акумулиране на пари от продукта и формиране на запалима смес.

Затворените резервоари с плаващ покрив са подобни на тези с вътрешен плаващ покрив, но при тях не протича естествена вентилация. Вместо това, те са оборудвани с клапан за налягане или вакуум, а в някои случаи и със система за създаване на покриващ газов слой. Емисиите от тези резервоари са практически същите като от резервоарите с вътрешен плаващ покрив, но те могат лесно да бъдат уловени и отведени за последващо третиране при необходимост.

По принцип плаващият покрив обхваща цялата повърхност на течността с изключение на малка част по периметъра на резервоара. При нормални условия покривът плава в центъра на резервоара. Под заварен стоманен плаващ покрив не трябва да има парно пространство. При нормални условия количеството пари, което може да се задържи под плаващия покрив, трябва да е незначително. Ако обаче се натрупа голямо количество изпарения или други некондензиращи пари, може да се засегне плавателната способност на покрива.

Важно е да се разбере как функционират плаващите покриви и защо детайлите са от такова значение при проектирането на резервоари с такива конструкции. Изследването на емисиите от изпарение от резервоари за съхранение на нефт и нефтопродукти, както и методите за управление и елиминиране на тези емисии, са предмет на множество аналитични проучвания, полеви и лабораторни тестове.