Теория, доказанная на практике

Рекуперация паров нефтепродуктов (а точнее сказать, регенерация, ведь генерация паров — это их испарение) — это улавливание и возврат в резервуар хранения паров нефте­продуктов или же перевод их в жидкую фазу с их последующим возвратом в этом же состоянии в резервуары с исходным нефтепродуктом. Иными словами, рекуперация паров — недопущение их потерь методом возврата в виде парогазовой фазы или жидкости обратно в резервуар.



Уловить пары нефтепродуктов достаточно сложно. Без нужного оборудования это равносильно ношению воды в решете. Для организации процесса рекуперации паров необходимо иметь оборудование герметичного налива с отводом паров и установку рекуперации. На сегодняшний день системы рекуперации очень многообразны и основаны на различных физических принципах.



По особенностям реализации способы рекуперации паров нефте­продуктов из паровоздушной смеси (ПВС) можно структурировать следующим образом:

– захолаживание ПВС в холодильниках (без изменения давления) до конденсации углеводородов в жидкую фазу (криогенные технологии);

– сжатие ПВС с одновременным захолаживанием до конденсации паров;

– адсорбция (поглощение. — НР) углеводородов из смеси адсорбентом с последующей десорбцией (разделением искомого вещества. — НР);

– разделение ПВС на мембранах, обладающих определенной селективностью;

– абсорбция углеводородов из смеси абсорбентом с последующей десорбцией и разделением фракций.



Шаг за шагом

Для рекуперации на различных объектах требуется схожее оборудование. Для нефтебазы прежде всего необходима установка оборудования герметичного слива-налива железнодорожных и автоцистерн. Система верхнего герметичного налива цистерн должна быть оборудована стояками с телескопическими наливными патрубками и крышками герметизации с отбором паров. Применение таких стояков дает возможность исключить явление «падающей струи», а также позволяет отвести пары из цистерны по трубопроводам газовой обвязки для паровозврата или дальнейшей рекуперации. Система нижнего налива цистерн предусматривает отбор и отвод паров из зоны налива по отдельному рукаву, подключаемому к специальному патрубку или к крышке герметизации горловины.



Если резервуары с бензинами не оборудованы понтонами, то требуется их газовая обвязка — газоуравнительная система с резервуарами переменного объема — газгольдерами МР-Г-З (от 5 м3 до 600 м3). Комплекс для резервуарного парка включает в себя трубопроводную газовую обвязку с использованием мягких резервуаров-газгольдеров, изготавливаемых из газо- и жидкостенепроницаемого антистатического материала.



ПРЯМАЯ РЕЧЬ
Валерий Рясик

Начальник центра общественных связей ПИИ "Лукойл-Украина":

"Наша компания использует технологию рекуперации паров нефтепродуктов. Установка оборудования предусмотрена при строительстве новых объектов, а также на старых при реконструкции. Оборудование и компания, которая его устанавливает, определяются тендерным путем. Мы также используем оборудование для отсоса паров из автомобиля клиента - оно установлено не только на АЗС, но и на нефтебазах, для отбора паров из бензобака бензовозов".
В газгольдеры вытесняется расширившаяся парогазовая смесь из внутренней полости резервуаров хранения по трубопроводам газовой обвязки при повышении температуры в последних за счет естественного нагрева или изменения атмосферного давления («малые дыхания») в течение дневного времени суток, а также при «больших дыханиях» в процессе заполнения топливом резервуаров. Пары возвращаются обратно в резервуары при снижении температуры их газового пространства в вечернее и ночное время или при отпуске продукта потребителям. При отсутствии такой системы смесь выбрасывается в атмосферу (через дыхательно-предохранительную арматуру), а при «обратном вдохе» в резервуар попадает атмосферный воздух.



И, наконец, требуется установка ожижения (рекуперации) паров нефтепродуктов, которая позволяет превратить уловленную парогазовую смесь при сливо-наливных операциях и накопленную в резервуаре-газгольдере в жидкую фазу и вернуть в технологический процесс.



«В результате ожижения паровоздушной смеси установками рекуперации НПИК «Зирка» получается продукт с октановым числом, близким к октановому числу продукта, из которого образована паровоздушная смесь, и плотностью 0,6‑0,7. Данный компонент, а это самые легкие и ценные фракции бензина, отвечающие за запуск двигателя,

«… должен быть использован по своему прямому назначению как компонент топлива», согласно нормативному документу ВБН В.2.2‑58.1‑94 «Проектирование складов нефти и нефтепродуктов с давление насыщенных паров не выше 93,3 кПа» (п. 19.3).



Жидкая фаза, полученная после рекуперации парогазовой смеси, образующейся в результате испарения бензинов, должна быть возвращена в резервуар с товарным бензином. Это подтверждено Украинским научно-исследовательским и учебным центром химмотологии и сертификации топливо-смазочных материалов и технических жидкостей Национального авиационного университета (письмо № 059 от 03.04.2006 г.), что позволит восстановить паспортные качества бензина», — рассказал директор НПИК «Зирка» Анатолий Овсиевский.



Для этого процесса используются установки ожижения легких фракций компрессорного, компрессорно‑холодильного или компрессорно-детандерного типа производительностью от 15 до 2 000 м3/час. Установки ожижения снабжены теплообменниками со сливными устройствами и автоматической системой отвода конденсата. Принцип действия основан на ступенчатом сжатии паровоздушной смеси с последующим охлаждением. Жидкая фаза собирается в накопительной емкости, из которой закачивается в резервуар с топливом под слой продукта. Установки сокращают потери нефти и нефтепродуктов при сливо-наливных операциях до 98%.



АЗС с возвратом

Для оборудования системы рекуперации паров на АЗС требуется установка оборудования герметичного приема топлива в резервуары АЗС и возврата паров в топливную цистерну бензовоза, а также установка оборудования отпуска топлива потребителям с возможностью отбора паров, а именно:

– топливораздаточных колонок, оборудованных вакуумным насосом отбора паров и переходниками-разделителями «пар-продукт»;

– топливных пистолетов с манжетой для уплотнения на горловине бензобака;

– использование топливных шлангов с возможностью возврата паров.



При этом бензин из резервуара АЗС насосом подается ТРК через коаксиальный топливный шланг и пистолет в бензобак автомобиля, а вытесняемые пары вакуумным насосом отбираются по шлангу через ТРК и линию возврата паров в топливный резервуар АЗС. Все эти пункты обязаны внедряться на АЗС, согласно требованиям изменения №10 ДБН 360‑92 «Градостроительство. Планирование и застройка городских и сельских поселений» (Приложение 7.2 обязательное) от 01.09.2001 г.,— отмечают специалисты НПИК «Зирка».



Если паровозврат в бензовоз по тем или иным причинам не возможен, то используется резервуар-газгольдер, соединенный с газовой обвязкой топливных резервуаров АЗС, и установка ожижения (рекуперации) паров нефтепродуктов. Для этого применяются мягкие резервуары-газгольдеры МР-Г-З объемом 5–50 м3 и установки ожижения легких фракций компрессорного типа производительностью 15 м3/час, смонтированные стационарно на АЗС или на передвижной платформе обслуживающей сеть АЗС.



Стоимость подобного оборудования для каждого объекта является разной. Цена системы улавливания и рекуперации паров определяется исходя из объема резервуарного парка, программы работы объекта по приему-отпуску, производительности приема-отпуска, климатических условий и пожеланий заказчика.



Анатолий Овсиевский рассказал НефтеРынку, что стоимость систем и оборудования НПИК «Зирка» на порядок ниже зарубежных предложений. Цена системы для объекта зачастую не превышает стоимости годовых потерь бензина от испарения.



Сроки окупаемости систем при затратах на внедрение от 50 тыс. грн до 1,5 млн грн и более составляют от трех месяцев до двух лет при эксплуатации систем более 10 лет.



Охотники за паром

В Украине рекуперация паров нефтепродуктов является недостаточно распространенной технологией. Скорее всего, это связано с ценой оборудования, однако компании, которые все-таки заботятся о своей прибыли и об окружающей среде, в нашей стране есть. По данным Министерства охраны окружающей природной среды (письмо № 3165-к/29‑3 от 02.04.2004 г.), по результатам проверки объектов нефтегазового комплекса Украины в части оснащения их системами улавливания и утилизации паров нефте­продуктов установлено, что около 8% из 3300 проверенных объектов (НПЗ, нефтебаз, АЗС, АЗК — около 60% всех действующих) оснащены данными системами.



Столь «невысокие» результаты объясняются тем, что на законодательном уровне до сих пор не закреплены требования обязательного оснащения системами улавливания и утилизации паров нефтепродуктов объектов нефтегазового комплекса, которые находятся в эксплуатации.



Как отметили специалисты НПИК «Зирка», с момента проверки 2004 года в Украине силами специалистов компании были оснащены системами улавливания и рекуперации паров более 50 объектов (мини-НПЗ, нефтебаз). Других средств сокращения выбросов паров (установок рекуперации паров зарубежных компаний), по информации компании, на объектах Украины не устанавливалось (не считая диски-отражатели, понтоны резервуаров и ТРК с возможностью отбора паров). Оснащены системами рекуперации, по сведениям НефтеРынка, только автоналивные эстакады Дрогобычского НПЗ (система Elin) и Одесского НПЗ. К сожалению, и конкурентов у «Зирки» нет: это единственная компания в Украине, которая занимается вопросами сокращения потерь нефти и нефте­продуктов от испарения.



ПРЯМАЯ РЕЧЬ
Дмитрий Зверев

Пресс-секретарь ООО "ТНК-ВР Коммерс":

"На АЗК ТНК и ВР используется технология пассивной рекуперации (возврат паров при сливе бензовоза). При строительстве новых АЗК и проведении реконструкции действующих объектов все ТРК оборудуются системой отсоса паров (возврат паров из бензобака клиента в резервуар). Компания также рассматривает возможность приобретения систем рекуперации паров с дополнительными устройствами конденсирования. Они достаточно дорогие, и ускорить их внедрение могло бы стимулирование таких инвестиций со стороны государства".
Кроме систем улавливания и рекуперации паров нефти и нефтепродуктов, разработанных НПИК «Зирка» на украинском рынке, представлены несколько основных предложений: датской фирмы Cool Sorption, французской Carbovak, американской OPW, немецкой Symex и ряда российских «Инотех», «Промприбор», «Техновакуум», ГП «Опытный завод МГТУ им. Н.Э. Баумана» и др. Однако оборудование вышеперечисленных зарубежных компаний встречается крайне редко даже на территории СНГ, поскольку системы компании «Зирка» кроме ряда преимуществ также явно выигрывают по стоимости капитальных и эксплуатационных затрат.



Как рассказал НефтеРынку директор НПИК «Зирка» Анатолий Ов­си­ев­ский, у компании есть патент на все технологии и оборудование. Оно полностью соответствуют постоянно ужесточающимся требованиям и нормам в сфере улавливания и утилизации паров нефти и нефте­продуктов, пожарным нормам — не только украинским, российским, но и европейским по своим эксплуатационным характеристикам. Все технологии и специальное оборудование исполняются в соответствии с утвержденными техническими условиями и защищены патентами Украины и Российской Федерации. В настоящее время идет процедура оформления документов на получение Евразийских патентов.



Одни из первых

На сегодняшний момент ряд операторов топливного рынка имеют АЗС с возможностью отбора паров из бензобака автомобиля. Одним из них является компания «Лукойл-Украина».



В компании «Зирка» заявляют, что оборудование отбора паров из бензобака автомобиля установлено на ряде АЗС, однако данные системы практически нигде не используются. В основном проектной документацией АЗС декларируется герметичный слив бензовоза в резервуары АЗС с паровозвратом и вывозом паров на нефтебазу. Однако большинство бензовозов для этого не пригодны, часто применяется визуальный метод контроля слива топлива через люк цистерны, что сводит идею герметического слива на нет.



ПРЯМАЯ РЕЧЬ
Анатолий Овсиевский

Директор НПИК "Зирка":

"Предлагаемый проект предусматривает прием, хранение и отпуск на АЗС как минеральных топлив, так и биотоплив с гарантией сохранения их качества в резервуарах с повышенным давлением, отсутствие традиционных ТРК, автоматизированный режим отпуска без участия оператора с использованием электронных платежных терминалов и полностью автономное энергоснабжение, которое обеспечивается установленными на конструкции навеса солнечными батареями или ветровыми энергогенераторами. Стоимость такой АЗС будет в несколько раз ниже традиционных, затраты на обслуживание и эксплуатацию незначительны".
На трех АЗС в Запорож­ской области внедрены системы улавливания паров при приеме топлива в резервуары АЗС. Система представлена газовой обвязкой резервуаров, занятых под бензины, и мягким резервуаром-газгольдером, который принимает пары при сливе бензовоза и отдает при заправке автомобилей.



В настоящее время есть договоренность компании «Зирка» с ВП «Надежда» о внедрении технологии улавливания паров бензинов на АЗС, а также организации улавливания и рекуперации паров нефтепродуктов на всей цепочке «нефтебаза-АЗС-клиент».



На нефтебазах интерес к системам улавливания и рекуперации выше, чем на АЗС, так как здесь меньше механизмов «выравнивания» потерь. За последние пять лет на десятках объектов Украины были внедрены газоуравнительные системы с мягкими резинотканевыми резервуарами-газгольдерами и установками рекуперации (ожижения) паров нефти и нефтепродуктов производства НПИК «Зирка». Среди заказчиков: ПАО «Концерн Галнафтогаз», ВП «Надежда», ЗАО «РУРгруп-С. А.», «Днепронефтепродукт», «За­по­рож­нефтепродукт», «Укрнафта», НК «Альфа-Нафта», ДП «Вик Ойл — Киев», ТНК.



Одним из таких объектов является нефтебаза в пос. Пролиски Бориспольского района Киевской области, принадлежащая группе «Приват». Это одна из крупнейших нефтебаз в Украине. В 2005–2006 годах НПИК «Зирка» спроектировала и внедрила систему улавливания и рекуперации паров бензинов резервуарного парка объемом 45 тыс. м3, выполнила газовую обвязку 21 резервуара (РТТ‑5000, РВС-2000, РВС-1000, РВС‑400) с подключением к пяти газгольдерам МР-Г-З 250 общей емкостью 3 тыс. м3. Система обеспечивает сбор парогазовой смеси при ежедневных «малых дыханиях» и «больших дыханиях» при приеме продукта на нефтебазу.



В состав системы включена установка рекуперации (ожижения) паров нефтепродуктов компрессорного типа ГШ 1‑3/35 У2 производительностью 180 м3/ час. Она предназначена для ожижения паров бензинов и газовой фракции, образующихся при пиковых приемах и при наливе автоцистерн. Сжиженный продукт направляется в заглубленный резервуар РГС-10 под слой товарного бензина, а затем полученный продукт возвращается в технологический процесс.



На достигнутом руководство объекта не остановилось, в настоящее время реконструкция базы продолжена: на очереди внедрение герметичного нижнего налива в автоцистерны и современной компьютерной системы учета нефтепродуктов при хранении и отпуске.



Светлое будущее

Сейчас специалисты НПИК «Зирка» разрабатывают ряд проектов по внедрению данных систем и проводят реконструкцию объектов в Черкасской, Киевской, Ровенской, Хмельницкой, Одесской, Волынской, Херсонской областях Украины и на ряде объектов Белоруссии, Казахстана, Узбекистана и Российской Федерации. Также запорожская компания готовит новинку для мирового рынка: проект под условным название «АЗС будущего», который в большей мере рассчитан на южные страны с большой солнечной активностью.



Однако его можно реализовать на территории любого государства. Проект разработан прежде всего с целью исключить потери нефтепродуктов от испарений (а они максимальны именно в южных, жарких странах), снизить энергозатраты при технологических операциях на АЗС до минимума, максимально используя при этом энергию альтернативных источников питания (прежде всего солнечную и ветровую). Первая такая АЗС планируется к строительству в 2011 году на трассе Москва–Симферополь в районе Запорожья.
Материалы по теме