Контент-платформа Pandia:     2 872 000 материалов , 128 197 пользователей.     Регистрация


Обзор действующих систем улавливания паров нефтепродуктов

 просмотров

УДК. 624.9К-90 Рубрика Технологии

Журнал “СОВРЕМЕННАЯ АЗС” ( №№10, 11,12 за 2005 г.)

Деньги на ветер

Обзор действующих систем улавливания паров нефтепродуктов

, ,

Борьба с потерями нефтепродуктов - один из важных путей экономии топливно-энергетических ресурсов, играющих ведущую роль в развитии экономики: за счёт этого можно получить до 20% всей экономии топливно-энергетических ресурсов. Основным видом потерь нефти и нефтепродуктов (далее бензинов), полностью не устранимых на современном уровне развития средств транспорта и хранения углеводородов, являются потери от испарения из резервуаров и других емкостей. Ущерб наносимый этими потерями является как экономическим (прямые потери собственников АЗС), так и экологическим(загрязнение воздуха в месте расположения АЗС). Наиболее актуально этот вопрос стоит в крупных городах-мегаполисах, т. к. с одной стороны, в них высока плотность застройки (выбросы из АЗС происходят на уровне 2…3 м. над землей), с другой большая концентрация автотранспорта (повышенный к-т оборачиваемости резервуаров АЗС).

И что же из этого следует? А то, что пятьсот сорок миллионов рублей в год может потерять бюджет г. Москвы за недоимку «экологических» штрафов с владельцев АЗС. Правительство Московской Области, Московской области могло бы на вполне законных основаниях перехватить инициативу по сбору денежных средств, тем более, что предпосылки для этого есть.

Для начала цифры. По самым СКРОМНЫМ подсчетам каждая АЗС в год должна выплатить 752 тыс. рублей! Всего же в Москве порядка 810 АЗС из них около 750 НЕ оборудованных системами улавливания лёгких фракций (УЛФ) АЗС. Итого, столичное правительство может, если сильно озаботится, получить в 2005 году около 752×750=540 млн. руб. Откуда же взялась столь внушительная цифра? Об этом ниже.

Для начала немного истории.

Изучению процесса испарения нефти и нефтепродуктов из заглубленных резервуаров до начала 60-х годов прошлого столетия уделялось недостаточно внимания. Из известных в том времени исследований следует отметить экспериментальную работу по долговременным замерам температур и определению потерь от испарения моторных топлив при хранении в казематных полузаглубленных резервуарах, проведённую в гг. и . В этой работе даны эмпирические формулы, позволяющие приближённо рассчитать амплитуду колебаний температуры газового пространства (ГП) и продукта. К сожалению в ней не уделено внимания изучению процесса испарения и насыщения ГП, поэтому механизм происходящих в ГП процессов остался невыясненным. Впервые эксперименты с целью изучения указанных вопросов были проведены , и в 1958 г в Морквашах (Башкирия).

Первая публикация, посвящённая данной теме, и оценка количества испарившегося бензина относится к 1961г. Монография проф. «Борьба с потерями от испарения нефти и нефтепродуктов», открыла собой серию работ, исследований, диссертаций в этом направлении (последняя из которых была защищена в 2003 г.). На протяжении более чем 50-ти лет происходило совершенствование методов прогнозирования и количественного учета потерь бензинов от испарения при осуществлении сливо-наливных операций.

Именно в технологических схемах добычи, транспортировки и переработки нефти и нефтепродуктов хранение и перевалка относится к вредным и пожароопасным операциям благодаря значительным выбросам паров легких углеводородов в атмосферу.

Отметим, что основной причиной потерь нефтепродуктов (бензинов в нашем случае)- резкое несоответствие между свойствами нефтепродуктов, конструкцией и оборудованием резервуаров.

Общие потери нфп. распределяются следующим образом: - при хранении 37.2%; при ж/д и автомобильных перевозках 27.2%,на магистральных трубопроводах-29.4%.

Поясним любознательному читателю вкратце физику возникновения потерь. Процесс испарения в резервуарах происходит при любой температуре, так как связан с тепловым движением молекул в приповерхностном слое. В герметичном резервуаре испарение происходит до тех пор, пока его газовое пространство не будет полностью насыщено углеводородами, и концентрация углеводородов в этом случае равна отношению давления насыщенных паров конденсата к давлению в газовом пространстве. В негерметичном резервуаре испарение происходит практически непрерывно, т. к. часть паровоздушной смеси (ПВС)постоянно вытесняется в атмосферу за счет разности давлений в резервуаре и вне его, через имеющиеся отверстия, негерметичную арматуру. Другой вид потерь возникает при операциях хранения слива/отпуска топлива. Их можно разделить на следующие группы в зависимости от причин их вызывающих:

·  потери от насыщения (так называемая первая стадия). Обусловлены насыщением паровоздушной смеси (ПВС) парами углеводородов. Происходят только при заполнении резервуара впервые после строительства или дегазации, либо когда газовое пространство резервуара ненасыщено парами нефтепродукта из-за интенсивного опорожнения. Процесс насыщения ГП парами бензина замедлен во времени и оно (газовое пространство резервуара) остаётся ненасыщенным при опорожнении и простаивании резервуара. Донасыщение ГП резервуара происходит уже после частичного заполнения резервуара во время закачки, дыхательный клапан после окончания «большого дыхания» не закрывается - происходит дальнейшее вытеснение ПВС в результате «обратного выдоха» (донасыщения ГП парами углеводородов).

·  потери от «больших дыханий» (БД): это потери обусловленные вытеснением ПВС (насыщенной как правило, парами бензина) из резервуара при его закачке (заполнении);

·  потери от «малых дыханий» (МД). Вызываются ежесуточными колебаниями температуры, барометрического (атмосферного)давления и парциального давления паров бензина в газовом пространстве (ГП) резервуара.

·  потери от «обратного выдоха». При выкачке нефтепродукта (отпуск бензина автовладельцам ) из емкости с ПВС, насыщенной парами, в освобождающийся резервуар всасывается атмосферный воздух. При этом концентрация паров в ГП уменьшается и начинается испарение нефтепродукта. В момент окончания выкачки парциальное давление паров в ГП обычно не бывает значительно меньше давления насыщенных паров при данной температуре. Это приводит к дополнительному испарению бензина с поверхности нефтепродукта, из-за чего давление внутри повышается и происходит вытеснение некоторого количества ПВС («обратный выдох»).

Потери нефтепродукта от насыщения характерны только для вновь строящихся или реконструированных АЗС. И могут не учитываться если идёт оценка эффективности систем УЛФ за продолжительный период. Многочисленными исследователями было установлено, что суточные колебания температуры в грунте на глубине (при уровне засыпки) 0.3…0.4 м отсутствуют. Грунт со стороны стенок оказывает влияние лишь на величину средней температуры в резервуаре, но не влияет на температурные колебания ГП и нефтепродукта в резервуаре. Следовательно у подземных, заглубленных резервуаров городских АЗС потери от МД отсутствуют. Таким образом мы установили, что наиболее характерными видами потерь из заглубленных резервуаров подавляющего большинства городских АЗС являются:

·  потери от БД (при закачке нефтепродукта из бензовоза);

·  потери от «обратного выдоха» (не более 15% от БД) из-за донасыщения ГП.

Поскольку характерными особенностями в работе АЗС в настоящее время и в будущем останутся выдача малыми дозами большого количества нефтепродуктов и большие коэффициенты оборачиваемости резервуаров (до 120…180 в год), то это вызывает значительные потери от испарения.

Выбросы углеводородов в атмосферу при испарении нефтепродуктов из резервуаров особенно велики у резервуаров нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий, а также нефтебаз и АЗС, нередко расположенных в городской черте. Положение усугубляется тем, что в результате интенсивного градостроительства в России, особенно за последние 20…30 лет, около 500 нефтебаз находятся в черте городской застройки: 321 нефтебаза находится в промышленных районах, 119 нефтебаз – в промышленно-жилых районах и 54 нефтебазы – в жилых районах или центре городов. При этом 38.4% нефтебаз расположены в непосредственной близости или с нарушением нормативных расстояний до соседних жилых домов или общественных зданий. В городских промышленных зонах более 1/3 всех нефтебаз граничат с различными цехами заводов, фабрик, комбинатов и т. д. Более 20% Российских нефтебаз расположены в центральных районах рядом с железнодорожными вокзалами. Всё это привело к тому, что по оценкам зарубежных специали­стов, поступление углеводородов при испарении нефти и нефтепродуктов в атмосферу, составляет от 20 до 100 млн. тонн ежегодно, причем только около 9 млн. тонн из них вы­падает обратно с осадками из атмосферы.

В целом же общая масса выбросов паров бензина только из нефтегазовых резервуаров России может быть оценена в–т в год. Это тот самый бензин который может быть непосредственно реализован. При средней оптовой стоимости нефтепродукта 12 тыс. руб/тонна более трёхсот миллиардов рублей/год в прямом смысле этого слова выбрасывается на ветер и витает в воздухе. Конечно на это откладывает свой отпечаток и крайняя степень изношенности производственных мощностей нефтедобывающих и перерабатывающих предприятий.

Вся добываемая в России нефть перерабатывается заводами, построенными на рубеже 50-60-х, а то и в 30-40-е годы. В Советском Союзе приоритетными нефтепродуктами были мазут и дизельное топливо, поскольку доля легкового автотранспорта - основного потребителя высокооктановых бензинов - была ничтожно мала. Модернизация отечественных НПЗ - один из самых актуальных способов решения проблемы стабилизации цен на топливо. Смена устаревшего оборудования российских заводов требует как минимум 10-12 млрд. долларов (именно столько выбрасывается в воздух из нефтегазовых резервуаров России). Однако в реальности, ежегодно на эти цели направляется лишь около 6 процентов от названной суммы. При таком темпе модернизации коренное изменение структуры выпускаемых нефтепродуктов займёт примерно 16 лет. Ускорить решение проблемы может только участие государства. Требуется поощрение инвестиций через правовые механизмы. В частности, необходимо облегчение налогового бремени компаний, вкладывающих значительные средства в модернизацию заводов, нефтебаз, хранилищ и т. п. Так за рубежом к решению этой задачи приступили в 70-80 гг. не смотря на то, что все тамошние системы предотвращения выбросов паров бензина являлись убыточными для владельцев АЗС и НФБ (и остаются таковыми по сей день) и финансировались в основном из муниципальных и государственных бюджетов. Тем не менее решение о массовом внедрении таких систем не лишено экологически-экономической целесообразности по критерию многократного превышения предотвращаемого ущерба над издержками от внедрения систем экологической защиты.

Но вернёмся к парам.

Мы уже выяснили, что в ходе каждой операции слива (налива) бензина, на каждый куб. метр переваливаемого объема, в атмосферу выбрасывается (вытесняется) 1,1-1,4 м3 паровоздушной смеси (ПВС) («большое» дыхание), в каждом куб. метре которой содержится от 1 до 3,6 литров высокооктанового бензина (О. Ч. = 94.7) в зависимости от вре­мени года и температуры окружающей среды. Кроме того, в ходе хранения нефтепродуктов на НПЗ, НБ и АЗС из резервуаров хранения происходят выбросы паров углеводородов из-за суточных колебаний температуры окружающего воздуха («малое» дыхание) с интенсивностью 3-70 м3/час.

Увеличенный (по сравнению с объемом закачки) на 10…40% объем выброса обусловлен следующими физическими явлениями:

1) Молекулярной диффузией паров, сопровождающейся следующими тепловыми эффектами диффузионного переноса:

- поток теплового скольжения (4.6%)

- диффузионного скольжения (6.7 %)

-  стефановский поток (37.9%).

2) турбулизацией ПВС и поверхности жидкости при операциях закачки-выкачки (достаточно вспомнить как пузырится вода, наливаемая из водопроводного крана)

Используя наиболее современную методику расчета, учитывающую все вышеуказанные факторы, и оперируя плотностью потока массы испаряющегося бензина, можно рассчитать потери бензина при осуществлении складских операций. Причем погрешность расчетов составляет порядка 16%., что неплохо, учитывая сложность и многопараметричность процессов, присходящтх при сливе/наливе и хранении нефтепродукта.

Проведённые в МГТУ им. Н.Э. Баумана расчеты показывают, что в России АЗС общего пользования выбрасывают в течение года более 140 тыс. тонн паров углеводородов. По данным же зарубежных исследователей: АЗС Германии ежегодно выбрасывают 145 тыс. т паров углеводородов, АЗС Англии – более 120 тыс. тонн. Потери от испарения при заполнении резервуаров АЗС и хранении автобензинов в них французские эксперты оценивают в 0.18% от объема операции. Западногерманские же эксперты оценивают эти потери в 0.17%. Японские же исследователи установили, что поскольку в условиях Японии температура в подземном резервуаре в течение года сильно не меняется, а именно от 15 ºС до 25 ºС, то потери от испарения в результате «большого дыхания» составляют 1.08 кг/м3 закачиваемого автобензина.

Экологические нормативы, принятые в 1973 г в США, устанавливают количество допускаемых выбросов в атмосферу при применении систем улавливания лёгких фракций (УЛФ) не более 110 гр/м3 топлива отгружаемому потребителю. К концу 80-х они доведены до 35 гр/ м3, что соответствует степени улавливания углеводородов 90…97%. Закон принятый в ФРГ в 1987 г установил, что выбросы паров углеводородов при наливе бензина в транспортное средство не должен превышать 90 мг/м3. Контроль над выбросами в атмосферу в Японии требуют 85% КПД газоуловительных установок.

Европейская комиссия по охране окружающей среды в декабре 1990 г. приняла рабочий документ «СТАДИЯ-1». С весны 1993 г в Европейском сообществе осуществляется первая фаза, к концу которой все АЗС, через которые проходит более 500 м3/год бензина, должны быть оборудованы газоуловительными системами. Это позволит рекуперировать 76% выбрасываемых углеводородов. Следующим этапом («СТАДИЯ-2») Европейская комиссия считает рекуперацию 90% эмиссии лёгких углеводородов при заправке авто на АЗС. В целом, при выполнении положений директивы по «Стадии-1» и «Стадии-2» стоимость рекуперации углеводородов в 50 раз превышают себестоимость их производства: 5500 $$/тонну для «СТАДИИ-1», и 6000 $$/тонну для «СТАДИИ-2». Таким образом не может идти речь о прямой рентабельности произведённых капиталовложений, но это даст эффект в общем плане защиты окружающей среды. Оснащение же АЗС оборудованием для уменьшения потерь бензина-пароулавливающими установками, согласно оценкам американских специалистов, обходятся от $$5…14 тыс. Стоимость Российских серийно выпускаемых систем УЛФ лежит в диапазоне $$9…25 тыс. (см. Табл1), что подтверждает многократно прозвучавший тезис о равенстве российских цен мировым, по крайней мере на промышленное оборудование.

Тем не менее, по условиям принятия России в Европейское Содружество работы по оснащению автодорожных и железнодорожных эстакад, нефтебаз (НФБ),АЗС, речных и морских терминалов установками по улавливанию паров бензина должны быть выполнены до 2004 года, по крайней мере, в крупнейших городах России. В силу национальных особенностей, в настоящее время в России работы ведутся со значительным отставанием от ЕС и США.

Несмотря на то, что практически все системы улавливания паров углеводородов относятся к затратным, их широкое внедрение мотивируется экологической безопасностью биосферы и прежде всего снижением риска заболеваний потребителей, персонала АЗС, НПЗ и НБ, а также жителей близлежащих районов.

В 1980г японской фирмой в Москве была построена одна из первых в России АЗС с газовой герметизацией систем резервуаров и автоцистерн: АЗС №78. По исследованиям авторов кандидатских диссертаций (1978) и (2003), суммарные потери в среднем составляют 1.18 кг/тонну закачиваемого нефтепродукта, летом и 0.37 кг/тонну зимой, для климатических условий г. Москвы.

Особенность Московского региона состоит в том, что суточные суточные потери углеводородов на одной «усредненной» АЗС (не оборудованной системами предотвращения утечки или улавливания паров бензина) только от «больших» и «малых» дыханий могут составлять порядка 50-70 кг, а, соответственно, годовые – 16000 ¸25000 кг. (с учетом выбросов паров бензина из бензобаков при заправке автомобилей), а суммарно по г. Москве и Московской области, при годовом потреблении бензина около 3,8 млн. тонн составляют более 30000 т/год. Диверсификация потерь бензина от испарения по операциям перевалки светлых нефтепродуктов на НПЗ, НФБ и АЗС Московского региона выглядит следующим образом (Диаграмма 1., Таблица2).

Вышеуказанное обстоятельство позволило столичному правительству, почти по Дюма, «20 лет спустя 20 августа 2002 года выпустить постановление «О мерах по предотвращению выбросов паров моторного топлива в окружающую среду на объектах топливного рынка г. Москвы на период до 2010 года».

Москва не случайно стала инициатором в области законотворчества по охране окружающей среды. Столичным властям в исторически очень ограниченный срок (4 года) удалось решить проблему обеспечения г. Москвы моторным топливом. При увеличении автопарка города в 2,5 раза количество автозаправочных станций (АЗС) за этот же период выросло в 3 раза (по данным МТА в настоящее время эксплуатируется около 950 АЗС, проектируется и строятся ещё более 150).


Законодательное творчество столичного правительства проявилось в принятии целого ряда законодательных инициатив, направленных на оздоровление окружающей среды и предписывающий оснащение системами УЛФ исключительно всех АЗС на территории г. Москвы:

n  Распоряжение премьера (Экологические требования при проектировании, строительстве и эксплуатации автозаправочных станций на территории г. Москвы)

n  Постановление Правительства Москвы от 01.01.2001 г. (О мерах по предотвращению выбросов паров моторного топлива...)

n  Закон г. Москвы №32 от 01.01.2001 (О государственном экологическом контроле (Статья 26)

n  Постановление Правительства Москвы от 01.01.2001 г. (О мерах по предотвращению выбросов паров моторного топлива...)

n  Постановление Правительства Москвы от 22.г. (Об утверждении Методики определения размера вреда, причиненного окружающей среде загрязнением атмосферного воздуха стационарными источниками загрязнения на территории города Москвы)

В постановлении приводится «План-график оснащения АЗС, расположенных на территории Центрального административного округа в гг. системами улова паров моторного топлива за счет средств их владельцев». Ознакомление с 53 АЗС, расположенными по указанным адресам показало, что только некоторая часть из них оснащена криогенными системами УЛФ.

В недалёком будущем этот пакет документов буквально обяжет нефтетрейдеров оснастить свои «кормушки» системами УЛФ. Мы же в свою очередь постараемся помочь в этом непростом деле, благо, что на сегодняшний день в столице есть из чего выбирать.

Рынок систем УЛФ только в России оценивается специалистами в $$2.3 млрд. Также весьма перспективны для реализации продукции рынки страны СНГ и Запада. Всё это подогревает интерес коммерческих и государственных фирм к реализации различных технических решений (Таблица 1). Все существующие на сегодняшний день способы улавливания и рекуперации (возврат для повторного использования) паров бензина из ПВС по способу реализации можно структурировать следующим образом:

-  захолаживание паровоздушной смеси в холодильниках (без изменения
давления) до конденсации углеводородов в жидкую фазу (криогенные технологии);

•  сжатие смеси с одновременным захолаживанием до конденсации паров;

•  прямое сжигание углеводородов (при их высокой концентрации в ПВС);

•  адсорбция углеводородов из смеси адсорбентом с последующей десорбцией;

•  разделение ПВС на мембранах, обладающих определенной селективностью;

•  абсорбция углеводородов из смеси абсорбентом с последующей десорбцией и
разделением фракций;

Представленные способы реализованы в той или иной мере в каждой из систем УЛФ.

В первых двух из перечисленных способов проводится захолаживание ПВС до температуры (-°С, во втором - дополнительное сжатие до давления 0,7-5 МПа (7…50 атм.) (в зависимости от состава углеводородов). Как показывает расчеты и эксперименты, при этих условиях в первом случае конденсируется 60-85 %, а во втором - 50-100 % углеводородов, содержащихся в смеси.

Как показали комплексные исследования, наиболее качественным и наиболее перспективным способом улавливания паров углеводородов из газовой смеси с позиций энергетической, экологической и эксплуатационной эффективности, а также по критерию эффективность-стоимость, является способ абсорбции паров углеводородов из ПВС охлажденным абсорбентом в режиме противотока с последующей десорбцией. Такая организация процесса при атмосферном давлении позволяет избежать взрывоопасных ситуаций, обеспечить качественное и надежное осуществление процесса при минимальных энергетических затратах.

Отрицательной чертой использования абсорбента в установках является необходимость его регенерации. Что приводит к увеличению стоимости эксплуатации установки. Несмотря на это, процесс абсорбции в ряде стран используется в системах улавливания светлых нефтепродуктов в настоящее время. Это осуществляется в первую очередь на крупных предприятиях с расчетом на высокие нагрузки по ПВС.

Компромиссным решением между стоимостью и степенью улавливания является конденсационная система УЛФ.

В 1996-98гг. группой авторов (- проф. МИХМ, , Кутепов A. M.- акад. РАН, , ) была разработана новая концепция абсорбционных в которых высокоэффективное извлечение паров бензина осуществляется охлажденным – ДТ (дизтопливо). Изюминкой разработки являлся абсорбционный аппарат новой конструкции с горизонтально установленными динамическими контактными дисковыми элементами, частично погруженными в жидкость (абсорбент) .

Все контактные диски, расположенные на одном валу, вращаются со скоростью, исключающей срыв пленки жидкости, образующейся на их поверхности. Направление движения газовой фазы, в результате использования специальных перегородок на границах контактных устройств при переходе из одного элемента в другой, меняется на 180°. Абсорбент и ПВС в аппарате контактируют в противотоке. За счет отсутствия необходимости в сепарационных зонах, высота которых в тарельчатых колоннах составляет 80-90 % межтарельчатого расстояния, длина горизонтального абсорбционного аппарата резко уменьшается при том же диаметре и аналогичных параметрах системы. Всё это позволило обеспечить степень улавливания паров бензина из ПВС до 92-95(98) %, и сократить количество потребляемой электроэнергии до 0,4-0,6 кВт×ч/кг (Таблица 1). К недостаткам разработки можно отнести её высокую стоимость (более 600 тыс. рублей) и необходимость регенерировать абсорбент (ДТ). Работающий образец установки был установлен на АЗС, расположенной на 88 км. МКАД (внешний радиус-Сев. Бутово).

Рынок УЛФ г. Москвы сегодня представлен и другими серийно выпускаемыми системами различной модификации (таблица 1):

1) Научно-производственным предпри­ятием «Криосервис» (г. Балашиха, Московская обл.) с участием сотруд­ников Московской академии противо­пожарной службы в 1998-99 годах разработана схема установки обеспечения эколо­гической и пожарной безопасности (УО-ЭПБ) «Кедр», где применяется жидкий азот. «Холод» жидкого азота использует­ся для конденсации паров бензина с воз­вратом 80% паров в бензохранилище, а газифицированный жидкий азот запол­няет газовые «подушки» бензиновых ре­зервуаров, исключая подсос воздуха и создавая тем самым безопасную газовую среду с содержанием в ней менее 5% кис­лорода. В гг. были изготовлены, смонтиро­ваны восемь УО-ЭПБ, расположенные на АЗС Москвы и одна — Волгограда. Все они находятся в опытно-промышлен­ной эксплуатации. Основным заказчиком установок являлось . Уста­новки «Кедр» эксплуатируются на пя­ти автозаправочных станциях этой фир­мы. Надо заметить, что «Транс АЗС » порядком намучалась с этой системой. В результате чего отказалась от планов оснащения всей столичной сети АЗС. Что косвено подтверждается тем фактом, что за период с 2001 по 2005 год ни одной установки в столице инсталлировано не было. ( её стоимость на конец 2004 г: 300000 руб. + затраты на жидкий азот). Затраты на жидкий азот на сегодяшний день велики и составляют порядка 11 тыс. руб/тонна (из расчета реализации менее тонны для АЗС) и сама доставка - 2 тыс. руб. Образцы уствновки можно увидеть как в центре (ул. Ольховская), так и на окраине (Ломоносовский проспект)

2) Предлагаемая НПО «Химавтоматика» (г. Москва) и изготовленная на ООО “ТЕХИНВЕСТ” Установка улавливания паров бензина автоматическая УУПБА-01М, смонтированная на автозаправочной станции, позволяет экономить около 4 000 литров топлива в год (по мнению разработчиков). Кроме этого она поражает своей абсурдностью. Применяется на АЗС и АЗК. Опытный образец УУПБА-01М был смонтирован на контейнерной автозаправочной станции, размещенной в городе Москве на 1-ой улице Энтузиастов, владение 3а. Исследования вентиляционных выбросов установки УУПБА-01М, проведенные Аналитической инспекцией Москомприроды, показали высокую степень улавливания паров бензина (60% летом и 90% зимой). В 1997 году с целью уточнения технических параметров и эксплуатационных характеристик проведены дополнительные исследования и доработки, что позволило повысить эффективность работы установки. Принцип работы установки основан на свойстве активированного УГЛЯ поглощать пары бензина. Не надо быть большим специалистом, чтобы представить, какая это бомба размещенная на АЗС: уголь, пропитанный парами бензина, да ещё с электроподогревателем!! Ведь десорбция паров бензина в установке начинается автоматически в условиях принудительного прогрева сорбента при температурах 90°C - 130°C независимо от раздачи топлива потребителям. Это обеспечивается электрическим нагревателем, вставленным во внутрь угля, пропитанного парами бензина. В общем случае десорбцию (регенерацию) проводят после закачки 15 тонн бензина. Для условий г. Москвы, это практически чуть больше суточной нормы реализации топлива на АЗС. После включения установка автоматически поддерживает тепловой режим, достаточный для очистки сорбента. Продолжительность регенерации - 8 часов, в течении которых Установка, естественно не в состоянии улавливать пары. Всего было смонтировано около десятка таких установок. С середины 2004 года выпуск прекращен, по причине отсутствия СПРОСА. Естественно, никто из здравомыслящих хозяев АЗС не согласится ставить такую «бомбу» на свою территорию(Стоимость установки 200000 руб + монтаж 30000 руб. Кроме этого каждые 2 года надо менять фильтр, что обойдётся дополнительно в 60 тыс. рублей, кроме этого необходимо платить за потребляемую электрическую мощность). Установленные 2 фильтра (на каждый из резервуаров) можно видеть в частности на АЗС «ГРАНД» Волгогралский проспект-Жулебино.

3) Опытная установка «ЭРЕСТ», разработанная специалистами МГТУ им. Н.Э. Баумана, по поручению правительства Москвы является проточным сепаратором открытого типа, работающего по принципу конденсации паров бензина путём охлаждения.

Выбор схемы конденсации обусловлен требованием низких эксплуатационных затрат. Сложность постоянного пополнения запасов углекислоты или жидкого азота обуславливается повсеместной как нераспространённостью последних, так и и разрешительными процедурами (не на каждую АЗС разрешат привозить жидкий азот, т. к. маршрут транспортировки грузов такого рода строго регламентирован. Вместо регулярной транспортировки азота и углекислоты (учитывая российские реалии) данная установка просто подключается к электросети. Её эксплуатация и обслуживание не намного сложнее обычного бытового холодильника. Вспомните давно ли вы в него залезали? Да не за продуктами, а пор причине неисправности. J Также отпадает необходимость в регенерации абсорбента или адсорбента.

Отличительной особенностью установки ЭРЕСТ является:

- степень улавливания паров бензина 65…80%

-  простота монтажа

-  возможность одной установкой «обслужить» все резервуары АЗС (кроме ДТ, запрещено НПБ 111-98)

-  низкие эксплуатационные расходы (0.17 кВт×ч/литр конденсата)

-  низкие амортизационные отчисления - длительный ресурс работы (> 10 лет).

Несмотря на обилие предложенных на рынке нефтепродуктообеспечения г. Москвы технических решений для реализации систем УЛФ, в целом эта проблема ещё не решена, поэтому Департамент природопользования Правительства Москвы выступил с инициативой принять Закон г. Москвы № 32 от 01.01.2001 г «О государственном экологическом контроле». Благодаря этому создана система административного давления на владельцев АЗС по использованию систем улавливания паров. Причем такие требования предъявляются только к владельцам АЗС, оставляя за границами общность проблемы бензохранилища и средства доставки моторного топлива. В качестве примера можно привести подход к выполнению постановления , взятый на вооружение -ВР». На АЗС «Ивановская» (г. Москва, ш. Энтузиатов, вл.63) в 1999 была смонтирована система УЛФ, именуемая как «Установка балансировки паров бензина с поднятием коллектора над уровнем поверхности». Данная система широко, рекламируемая в настоящее время, построена по принципу рециркуляции паров бензина, с возвратом последних в емкость топливозаправщика. Дыхательный клапан транспортного средства, естественно был поджат, иначе бы часть ПВС (поскольку Кпз>1) вышла в атмосферу. Далее, этот топливозаправщик, накачанный парами бензина, путешествует по городу, покидает пределы МКАД, подъезжает к НФБ, НПЗ и…… А что же дальше? А дальше ничего, открываются патрубки, и ПВС, которая в поджатом состоянии до этого находилась в бензовозе со свистом выходит в атмосферу. Естественно за чертой г. Москвы. Так что экологическая проблема Московских АЗС, усилиями специалистов BP превратилась в головную боль Министерства экологии и природопользования Правительства Московской области. Кроме всего прочего система рециркуляции (паровозврата) BP, как следует из её назначения способна в принципе «уловить» только 22.5% всех паров выбрасываемых АЗС (см. Диаграмму 1)


Рассмотренные выше системы УЛФ, согласно Европейской классификации, представляют собой системы реализующие “Стадию I ” паровозврата (улавливания). Для реализации “Стадии II ” некоторые АЗС принадлежащие Московской Топливной Компании, в своё время были оснащены системами паровозврата (ГВ система)из баков автомобилей. Предыстория появления таких систем такова. В конце 1980-ых компания ELAFLEX разработала активную ГВ-систему с вакуумным насосом, Эта, так называемая "открытая система", и сегодня является наиболее предпочитаемой системой в Европе и других частях мира.

На картинке показано, как прелагаемая система обычно регулирует соотношение возвращаемых паров. Когда бензин заливается в бак транспортного средства, соответствующее количество пара высасывается назад в топливный резервуар через газовозвратный пистолет ZVA, коаксиальный шланг, коаксиальный адаптер (разделительный клапан) и вакуумный насос.

Всё бы хорошо, но природа явления и Российскиё реалии и в это, по сути неплохое решение внесли свои коррективы. Дело в том, что решение FLAFLEX на АЗС должна использоваться одновременно с другими системами УЛФ. А поскольку функционеры из МТК и других компаний ограничились полумерами, то это вылилось в систематическую недостачу определённого количества бензина (200…300 литров/неделю). В чем же причина? Дело в том, что при отборе паров из бензобака вместе с парами бензина захватывается часть атмосферного воздуха (место сочленения пистолета и горловины бензобака никто никогда не герметизировал в силу обилия конструкций горловин). Этот воздух, разбавляет пары бензина, вся эта «обеднённая» смесь поступает в резервуар и……… и в соответствии с изложенным выше, вызывает дополнительное испарение с поверхности нефтепродукта (бензина в нашем случае), приводящее к «обратному выдоху». Таким образом, поймав одни пары, мы стимулировали образование и последующее вытеснение других. Это всё вылилось в конечном счёте в потери в рамках означенной выше суммы. Вовремя спохватившись с 2002 года данные системы практически незаметно ушли с рынка как и появились

В 2004 году появилась новое поколение систем УЛФ из бензобаков автомобилей. Техническое решение, предложенное норвежской фирмой Autotank –CleanAir (Таблица 1) осуществляет такой-же пароотбор с помощью пистолета ТРК, но в отличии от решения FLAFLEX конденсирует пары непосредственно в ТРК и возвращает сследующий заправляемый автомобиль. К недостаткам данной системы можно отнести невозможность ловить большие дыхания (> 5 м3/ч) и дороговизну (110…150 т. руб на одну ТРК).

Существующее предвзятое мнение дороговизны системы УЛФ в целом верно, ибо АЗС это МАГАЗИН по продаже бензина. И всё оборудование в нём должно нацелено на обеспечение бесперебойного снабжения потребителей товаром. Вложенные нефтетрейдером-оператором АЗС средства в систему УЛФ окупятся сторицей, поскольку хозяин АЗС получает дополнительные дивиденды с:

а) реализации сконденсированного бензина,

б) повышения имиджа его АЗС среди автовладельцев-размещение знака «ЭКО-АЗС» (сохранение качества топлива в процессе хранения последнего);

в)чистого воздуха в месте размещения АЗС;

г) повышения взрывопожаробезопасности самой АЗС;

д) отсутствия штрафных платежей (для Московских фирм-джобберов) согласно, закону г. Москвы № 32 от 01.01.2001 Статья 26. п1. (административный штраф до 1000 МРОТ)- "…несоблюдение экологических требований при эксплуатации АЗС»; или Статья 26. п2. (1200МРОТ) «…нарушение требований к системам УЛФ». Кроме вышеозначенных, владельцу московской АЗС придётся уплатить штраф за «…вред, причиненный окружающей среде загрязнением атмосферного воздуха стационарными источниками загрязнения на территории города Москвы» в размере 247 руб./тонны ПВС (Постановление Правительства Москвы от 01.01.01 г. N 94-ПП «Об утверждении Методики определения размера вреда, причиненного окружающей среде загрязнением атмосферного воздуха стационарными источниками загрязнения на территории города Москвы»).

Теперь вернёмся к цифрам, упомянутым вначале.

По самым скромным подсчетам при реализации нефтепродукта в количестве 12 м3/сутки ( 9000 кг), за год испарится(1.18 кг/тонна закачиваемого нефтепродукта, летом и 0.37 кг/тонна зимой, для климатических условий г. Москвы), итого:

- 1911.6 кг (весна-лето)

- 599.4 кг (осень-зима)

Что в сумме составляет 2511 кг нефтепродукта, с одной АЗС. Всего же в Москве 812 АЗС, если отбросить BP (45 вместе с ближним Подмосковьем), которые увозят пары на подмосковные НФБ, установленные 8 единиц «Кедр -01» (работающие ли, по причине дороговизны доставки азота), УУПБА-01М-10 единиц, то получим цифру порядка 750 НЕ оснащённых системами ЛФ АЗС, которые согласно вышеприведёнными постановлениями (, , Закон г. Москвы №32 (статья 26)) должны облагаться административными штрафами в размере 100000 руб + /тонна выбросов =720211 рублей с 1 АЗС. Единичные образцы используемых других систем в расчет не берутся. Всего по Москве: 750*720211= 540 млн. рублей ( более полумиллиарда рублей.). Прямо Клондайк на самом деле! Не учитывая затрат на проведение оценки причиненного вреда, которые определяются по фактическим затратам включая затраты на проведение лабораторных анализов, согласно Методике №94-ПП.

Если учесть квоту на выброс углеводородов в размере 2..2.5 т/год, то цифра в 30000 т/год выбросов паров по Москве (950 АЗС) и Московской области (1600 АЗС) получаем разницу в «неоплаченных» выбросах: 300×(950 + 1600) = 6375 т/год. Перемножив эту цифру на установленный Методикой плату за тону выброса, получаем прямо-таки астрономическую цифру, которая к слову сказать, с лихвой окупит все инсталлированные установки по УЛФ.

Владелец вертикально-интегрированной нефтянной компании (ВИНК), коих в последнее время в Московском регионе великое множество, вправе сам решать на каком этапе пути следования бензина к покупателю поставить систему УЛФ. Можно на последнем звене цепи непосредственно на АЗС, с учетом специфики работы последней (место расположения, объем резервуара, частота и объемы закачек, дизайн станции и т. д.) можно непосредственно на НПЗ или НФБ. В первом случае затраты, на наш взгляд хоть и суммарно выше, но распределены во времени (нельзя же в самом деле одномоментно, хотя бы в течении месяца, оснастить несколько десятков АЗС, принадлежащих ВИНК системами УЛФ). Во втором случае стоимость одной установки УЛФ, расположенной на территории НПЗ, выше, в несколько раз, чем тех, которые располагаются на территории АЗС, кроме этого потребуются дополнительные затраты на :

-  оснащение уже имеющихся бензовозов дополнительными патрубками возврата паров, либо закупка новых бензовозов;

-  организация системы рециркуляции (возврата) паров на самой АЗС.

Именно, рассмотренные выше варианты систем УЛФ, позволят полностью решить проблему УЛФ, а не создавать видимость, как это с присущей транснациональным корпорациям лукавством сделало BP. Да и сам принцип, реализованный на ВР, к сожалению не так идеален, каким он кажется некоторым чиновникам из Москомприроды, нефтетрейдерам другим субъектам рынка нефтепродуктообеспечения. Дело в том, что внедрение систем «закольцовки» не решает проблемы, так как позволяет сократить объем выбросов ПВС в атмосферу на АЗС ориентировочно на 35-45 %. Очевидно, что в этом случае большая часть ПВС, образующейся на АЗС в ходе заправки автомобилей и хранения топлива, выбрасывается в атмосферу из бензобаков автомобилей, а также через дыхательные клапаны и в принципе не может быть вывезена бензовозами, так как суммарный объем ПВС, образующийся на АЗС как минимум в 1,2-2,5 раза превышает объем сливаемого топлива (Таблица 2).

К слову, в Англии, где находится штаб-квартира BP, установки, улавливающие пары бензина расположены непосредственно в месте расположения крупных резервуарных парков: на НФБ, НПЗ.

Суммируя вышеизложенное. В Таблице 2 приведены ориентировочные возможные выбросы паров углеводородов в атмосферу на операциях перевалки и реализации светлых нефтепродуктов на НПЗ, НФБ и АЗС Московского региона и пути предотвращения выбросов углеводородов с указанием необходимой для осуществления этих технологий производительности систем улавливания и рекуперации.

Возможные выбросы паров углеводородов и пути их предотвращения

Таблица 2

Технологическая операция, в ходе которой возможны выбросы ПВС в атмосферу

Объем выбросов паровоздушной смеси, млн. куб. метров

Пути предотвращения выбросов паров углеводородов

На железнодорожных эстакадах (слива) налива светлых нефтепродуктов на НФБ

~3,0

Установка систем улавливания и рекуперации ПБ с производительностью по ПВС от 200 до

900 м3/час

На автомобильных эстакадах (слива) налива светлых нефтепродуктов

>4,3

Установка систем улавливания и рекуперации ПБ с производительностью по ПВС 70-ьЗОО м3/час

На НФБ, НПЗ в ходе «малых» дыханий в процессе хранения светлых нефтепродуктов (без учета хранилищ нефтепродуктов стратегического резерва)

>2,0

Установка систем улавливания и рекуперации ПБ с производительностью по ПВС от 70 до 150 м3/час (при наличии системы «закольцовки» и уплотнений)

Выбросы ПВС в процессе слива светлых нефтепродуктов из бензовозов в резервуары АЗС

>4,3

Установка систем улавливания и рекуперации ПБ с производительностью по ПВС от 20 м3/час (при наличии системы «закольцовки» и уплотнении) и до 60 м3/час (без таких систем)

Выбросы ПВС в атмосферу из бензобаков автомобилей в процессе их заправки на АЗС

> 5,0-7,0

Установка систем улавливания и рекуперации ПБ с производительностью от 3 до 10 м3/час с централизованной активной системой отбора ПВС (при наличии системы «закольцовки»)

Выбросы ПВС в атмосферу в ходе «малых» дыханий в процессе хранения светлых нефтепродуктов на АЗС

> 1,0

Установка систем улавливания и рекуперации ПБ с производительностью от 1 до 10 м /час (при наличии систем «закольцовки» и

уплотнений)

Всего: 17,6-19,6

Правильный выбор системы УЛФ позволит нефтетрейдеру полностью решить проблему с выбросами паров бензина, что будет конкретной мерой по улучшению и оздоровлению воздушной среды Москвы и Подмосковья. Той самой среды, которая не знает административно-территориальных границ и которой дышим все мы: чиновники, владельцы транснациональных корпораций, нефтетрейдеры, инженеры, автовладельцы, и просто люди.

25.07.2006

Василий Емельянов 05 августа 2005 г.

Мы в соцсетях:


Подпишитесь на рассылку:
Посмотрите по Вашей теме:

Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумагиНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалоги
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьер

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказЭкономикаРегионы РоссииПрограммы регионов
История: СССРИстория РоссииРоссийская ИмперияВремя2016 год
Окружающий мир: Животные • (Домашние животные) • НасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШкола
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовМуниципалитетыМуниципальные районыМуниципальные образованияМуниципальные программыБюджетные организацииОтчетыПоложенияПостановленияРегламентыТермины(Научная терминология)

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства