В статье проанализированы перспективы организации герметичного налива продуктов нефтеперерабатывающих заводов в железнодорожные цистерны. Рассмотрены основные способы налива товарных нефтепродуктов. Представлены расчетные данные, подтверждающие необходимость герметизации наливных операцый.
Развитие современного нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) немыслимо без четко организованной и продуманной системы логистики. Сегодня на многих НПЗ России более 50% всего ассортимента и объемов нефтепродуктов отгружается железнодорожным транспортом, остальные объемы– трубопроводным, автомобильным и речным транспортом в зависимости от географического расположения завода.
Отгрузка товарных нефтепродуктов в железнодорожные цистерны по-прежнему остается основой структуры отгрузки многих российских НПЗ. По прогнозам крупных нефтяных компаний подобные тенденции по отгрузке сохранятся и в перспективе.
Так, до 70% всего ассортимента и объемов нефтепродуктов Омского НПЗ в настоящее время отгружается железнодо- рожным транспортом.
К 2020 году значительного снижения отгрузки по железной дороге не прогнозируется.
На сегодняшний день различают три типа систем налива нефтепродуктов в железнодорожные цистерны: галерейный (многоточечный), тактовый ("on-spot" или "top-spot") и комбинированный (имеет преимущества обоих методов, но гораздо более дорогой и применяется крайне редко).
В России по причине их относительной простоты и дешевизны наиболее распространены традиционные эстакады налива галерейного типа. Большинство галерейных эстакад были построены в 50-70 годах 20 века и, конечно же, не оборудовались системами герметизации, улавливания и рекуперации паров нефтепродуктов.
Выбросы паров нефтепродуктов в атмосферу при осуществлении налива на подобных эстакадах вносят значительный вклад в общий пул выбросов от деятельности НПЗ.
Основное количество выбросов в атмосферу возникает при наливе светлых нефтепродуктов.
В связи с устойчивым ростом объемов выпуска светлых нефтепродуктов и одновременно с постоянным ужесточением требований к экологической и промышленной безопасности нефтеперерабатывающие заводы России были вынуждены серьезно задуматься об организации герметичного налива нефтепродуктов.
Обеспечение герметичного налива можно достигнуть следующими путями: герметизация налива на существующих галерейных эстакадах и строительство новых эстакад и установок налива.
Отгрузка светлых нефтепродуктов в железнодорожные цистерны на традиционных наливных галерейных эстакадах на многих НПЗ осуществляется по стандартной схеме. По подъездным путям на эстакаду ставятся цистерны. Все дальнейшие операции производятся персоналом вручную: открытие люка, опускание в горловины наливных труб, поднимание труб, замер уровня и температуры, закрытие и опломбирование цистерн. Вся процедура длится более 8 часов. Все это время цистерны остаются открытыми и воздух вокруг постепенно загрязняется вредными и пожароопасными парами нефтепродуктов.
Многие галерейные эстакады в связи с длительным сроком службы на данный момент физически изношены и морально устарели, поэтому для организации на них герметичного налива потребуется масштабная реконструкция, инвестиции в которую могут сравниться со стоимостью строительства нового современного объекта.
На новых НПЗ за рубежом от эстакад галерейного типа отказались в пользу высокопроизводительных и высокоавтоматизированных наливных станций. Наливные станции компактны, процесс налива обслуживается и контролируется небольшим штатом персонала. Одновременно с наливом производится взвешивание, отбор, анализ проб продуктов и оформление документов.
В России за последние 10 лет было введено в эксплуатацию более 7 высокоэкологичных современных автоматизированных установок тактового налива нефтепродуктов (АУТН).
Эстакады тактового налива были построены как взамен, так и в дополнение к существующим эстакадам галерейного типа на Омском, Уфимском, Ангарском, Ачинском, Салаватском и других НПЗ.
Автоматизированная установка тактового налива АУТН-2, построенная на Омском НПЗ, является самой крупной в России и Европе мощностью по отгрузке нефтепродуктов в железнодорожные цистерны.
Экологические показатели АУТН достигаются благодаря установке рекуперации углеводородов (УРУ), входящей в её состав. Пары нефтепродуктов улавливаются, потом направляются на УРУ, где утилизируются безопасным способом. Рекуперация легкоиспаряющихся компонентов значительно снижает загрязнение окружающей среды и взрывопожароопасность на установке налива. Кроме того, снижаются потери товарного продукта.
Существуют следующие различные технологии рекуперации углеводородных паров: адсорбция с использованием активированного угля, абсорбция с использованием холодного абсорбента, криоконденсация, мембранное разделение и другие.
Для НПЗ наибольший интерес представляет применение абсорбционной технологии с применением в качестве абсорбента бензина.
В таком случае УРУ обеспечивает полностью герметичный налив, одновременно, исключая выбросы в атмосферу и потери нефтепродуктов от испарения.
Эффект от герметизации налива бензинов в объемах производства крупного НПЗ – это тонны уловленных паров нефтепродуктов.
Для понимания важности герметизации наливных операций и степени снижения вредного воздействия на окружающую среду нами были произведены расчеты годовых выбросов паров нефтепродуктов с учетом их разделения по группам углеводородов и индивидуальным веществам.
Расчеты производились по нормам естественной убыли нефтепродуктов при приеме, хранении, отпуске и транспортировании и методике по нормированию и определению выбросов вредных веществ в атмосферу, одобренной НИИ охраны атмосферного воздуха.
В качестве объекта исследования был выбран НПЗ с объемом переработки нефти более 20 млн тонн в год – Омский НПЗ.
По открытым данным в 2014 году на Омском НПЗ было переработано 21.3 млн тонн нефти и получено 4.6 млн тонн бензинов.
Большая часть бензинов Омского НПЗ отгружается именно по железной дороге, поэтому были рассчитаны выбросы при наливе без герметизации 70% бензинов от общего годового количества.
При наливе без герметизации 3.2 млн тонн в год бензинов в атмосферу выбрасывается 450.8 тонн углеводородов.
Полученные данные подтверждают необходимость герметизации налива для снижения вредного воздействия на окружающую среду и выполнения требований экологических стандартов.
При герметизации налива на крупном НПЗ появляется реальная возможность вернуть в производство более 450 тонн углеводородов в год и при этом значительно снизить нагрузку на окружающую природную среду.
Какой тип систем налива нефтепродуктов получит наибольшее распространение в перспективе – усовершенствованный галерейный с герметизацией или автоматизированный тактовый с УРУ, сегодня однозначно ответить нельзя.
Пока предпочтение нефтяных компаний отдано АУТН с УРУ, позволяющей комплексно улучшить процесс налива и исключить существенное количество выбросов в атмосферу.
Неизменным останется требование времени и современных экологических стандартов – герметизация наливных операций должна быть обеспечена на всех НПЗ России любым эффективным из возможных способов.
Герметизация налива любым эффективным способом – это верный путь повышения экологической и промышленной безопасности предприятия.