Определение объема смеси при последовательной перекачке партий нефти и нефтепродуктов

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 23 из 29Следующая ⇒

13.1 При последовательной перекачке нефти и нефтепродуктов прямым контактированием в местах контакта образуется смесь исходных продуктов. В данном разделе излагается методика расчета объема полученной смеси продуктов.

13.2 Под областью смеси нефтепродуктов понимают область, расположенную между последовательно движущимися нефтепродуктами, в которой концентрация (процентное содержание) каждого из них меняется от 0,01 (1 %) до 0,99 (99 %). Под объемом смеси понимают объем области смеси в указанных пределах концентраций.

13.3 Поскольку объем образующейся смеси при ламинарном режиме течения жидкости в несколько раз превышает объем транспортирующего трубопровода, последовательную перекачку прямым контактированием проводят исключительно в турбулентном режиме.

13.4 Для приближенных расчетов применяется оценка в соответствии с [12], основанная на экспериментальных данных по объему образующейся при транспортировке смеси (V_c), справедливая для чисел Рейнольдса Re > 10000:

, (13.1)

где: k_L – коэффициент пропорциональности длине трубопровода, k_L = 0,005 - 0,01;

d – внутренний диаметр трубопровода, м;

L – длина трубопровода, м.

13.5 Последовательная перекачка нефтепродуктов прямым контактированием регламентируется [13].

13.6 Объем смеси V_c, образующейся в каждом контакте партий нефтепродуктов при последовательной перекачке по трубопроводу протяженностью L и постоянным внутренним диаметромd в безостановочном режиме (без учета первичной технологической смеси), рассчитывается по формуле:

, (13.2)

где: d – внутренний диаметр трубопровода, м;

L – длина трубопровода, м;

13.7 Коэффициенты гидравлического сопротивления λ₁, λ₂ вычисляются по параметрам контактирующих нефтепродуктов для заданной скорости транспортировки по формуле:

, (13.3)

где: Δ – абсолютная шероховатость внутренней поверхности трубопровода, как правило, в интервале 0,00025-0,00050 м, (для изношенных труб – до 0,00070 м), м;

Re – число Рейнольдса, определяемое по формуле 6.24.

13.8 Объем смеси в трубопроводе, состоящем из сегментов труб с разными диаметрами, вычисляется по формуле:

, (13.4)

где: V_c1, V_c2,…,V_cn – объемы смеси, рассчитанные по формуле 13.1 для каждого из сегментов трубопровода с постоянным диаметром трубы, м³;

n – количество сегментов труб.

13.9 Для уменьшения смесеобразования при транспортировке нефтепродуктов методом последовательной перекачки прямым контактированием необходимо вести ее с максимально высокими скоростями, т.е. в условиях развитого турбулентного режима (числа Рейнольдса Re должны быть порядка 25000 и больше). С целью уменьшения смесеобразования рекомендуется устанавливать режим перекачки нефтепродуктов со скоростью потока не менее 0,75 м/с в безостановочном режиме.

13.10 Переход от закачки в трубопровод одного нефтепродукта к закачке другого осуществляется в безостановочном режиме путем подключения резервуара с другим нефтепродуктом и отключения первого при минимальном времени переключения. При этом в начале трубопровода образуется первичная технологическая смесь.Объем первичной технологической смеси на каждой перекачивающей станции определяется опытным путем.

13.11 Объем смеси , образующейся в трубопроводе с учетом объема первичной технологической смеси, рассчитывается по формуле:

, (13.5)

где: V_c0 – объем первичной технологической смеси, м³.

Пример расчета № 1

Определить объем смеси, образующейся в зоне контакта автомобильного бензина А-76 и дизельного топлива Л-40.

Исходные данные

Плотность бензина: ρ₁ = 738 кг/м³;

Кинематическая вязкость бензина: n = 0,6×10^-6 м²/с;

Плотность дизельного топлива: ρ₂ = 840 кг/м³;

Кинематическая вязкость дизельного топлива: n = 9,0×10^-6 м²/с;

Внутренний диаметр трубопровода: d = 514 мм = 0,514 м;

Длина трубопровода: L = 700 км;

Шероховатость внутренних стенок трубопровода: Δ = 0,25 мм;

Производительность перекачки: Q = 1100 м³/ч = 0,306 м³/с.

Расчет

1) Скорость движения потока составляет:

м/с

2) Число Рейнольдса при заданных условиях перекачки для бензина составляет:

3) Число Рейнольдса при заданных условиях перекачки для дизельного топлива составляет:

4) Коэффициент гидравлического сопротивления при заданных условиях перекачки для бензина составляет по формуле (13.3):

5) Коэффициент гидравлического сопротивления при заданных условиях перекачки для дизельного топлива составляет (по формуле 13.3):

6) Объем смеси в области контакта жидкостей по формуле (13.2) составит:

13.12 В пунктах приема - сдачи нефтепродуктов происходит равномерное распределение (раскладка) смеси по исходным нефтепродуктам исходя из имеющихся ресурсов нефтепродуктов и запаса их качества. Достаточность ресурсов нефтепродуктов, предназначенных для раскладки в них смеси, определяются объемами партий нефтепродуктов, которые транспортируют по трубопроводу.

13.13 Расчет минимально допустимых объемов партий нефтепродуктов осуществляется на основе значений предельно допустимых концентраций одного нефтепродукта в другом, величины объема образующейся смеси, а также фактического запаса качества по определенным показателям.

13.14 Предельно допустимая концентрация (%) дизельного топлива в бензине может быть рассчитана по формуле:

%, (13.6)

где: температура конца кипения бензина по нормативу (⁰С);

фактическая температура конца кипения бензина данной партии (⁰С);

- плотность дизельного топлива (кг/м³).

Необходимо, чтобы выполнялось условие < , поскольку следует учитывать, что примесь дизельного топлива в бензине повышает температуру конца кипения последнего.

Разность , стоящая в числителе дроби, называется запасом качества бензина по температуре конца кипения.

Пример расчета № 2

Определить предельно допустимую концентрацию дизельного топлива = 830 кг/м³ в бензине (зимнем), если температура конца его кипения по ГОСТ =195 ⁰С, а фактическая - =188 ⁰С, т.е. запас качества составляет 7⁰С.

Расчет

По формуле (13.6) находим:

%

13.15 Предельно допустимая концентрация (%) бензина в дизельном топливе может быть рассчитана по формуле:

(13.7)

где: температура вспышки дизельного топлива по нормативу, (⁰С);

фактическая температура вспышки дизельного топлива (⁰С).

Необходимо, чтобы выполнялось условие > , поскольку следует учитывать, что примесь бензина в дизельном топливе снижает температуру вспышки последнего.

Разность температур () называется запасом качества дизельного топлива по температуре вспышки.

Значения предельно допустимых концентраций дизельных топлив в автомобильных бензинах и автомобильных бензинов в дизельных топливах, рассчитанные по формулам (13.6) и (13.7) в зависимости от запаса качества нефтепродуктов, приведены в таблицах 13.1 и 13.2.

Пример расчета № 3

Пример расчета № 3

Определить предельно допустимую концентрацию бензина в дизельном топливе, если температура его вспышки по ГОСТ =62 ⁰С, а фактическая - =69 ⁰С, т.е. запас качества составляет 7 ⁰С.

Расчет

По формуле (13.7) находим:

%

Таблица 13.1 - Средние значения допустимых концентраций дизельного топлива в автобензинах, %

Таблица 13.2. - Средние значения допустимых концентраций автобензинов в дизельных топливах, %

13.16 Минимально необходимые объемы (м³) партий бензина и (м³) дизельного топлива, необходимые для равномерного распределения (раскладки) всего объема смеси, образующейся в зонах контакта партий, по этим партиям рассчитываются по формулам:

, (13.8)

, (13.9)

где: n-коэффициент запаса, учитывающий возможное увеличение объема смеси за счет вынужденных остановок трубопровода, или изменения режимов перекачки; n@ 1,1 - 1,2 (этот коэффициент уточняется по результатам эксплуатации нефтепродуктопровода).

13.17 Партии разноименных нефтепродуктов (автобензинов и дизельных топлив) следует закладывать с максимальным запасом качества:

- по температуре конца кипения бензина - не менее 10° С;

- по температуре вспышки дизельного топлива - не менее 10°С.

13.18 Запас качества нефтепродуктов необходимо оговаривать в договорах на транспортировку нефтепродуктов. Нефтепродукты без запаса качества откачиваются сверх наименьших объемов партий, в серединах партий.

13.19 Для осуществления контроля за перекачкой и приемом нефтепродуктов необходимо обеспечивать разницу по плотности закачиваемых нефтепродуктов не менее 10 кг/м³.

13.20 При последовательной перекачке бензинов различных марок допустимая концентрация θ_1/2 одного из них в другом может быть рассчитана по предельно допустимому отклонению DО октанового числа смеси от номинального по формуле:

.100 %, (13.10)

где О₁ и О₂ – октановые числа первого и второго бензина, соответственно.

Пример расчета № 4

Определить предельно допустимую концентрацию автомобильного бензина А 76 (октановое число О₁=76) в автомобильном бензине Аи-92 (октановое число О₂=87) такую, чтобы отклонение октанового числа не превысило 0,6.

Расчет

По формуле (13.10) находим:

%

13.21 В соответствии с [21] минимально допустимый объем V₂ партии высокооктанового бензина (индекс 2) для перекачки в контакте с низкооктановым бензином (индекс 1) определяется по формуле:

, (13.11)

где: коэффициент запаса,

- объем смеси с учетом первичной технологической смеси, определенный по формуле (13.5);

q_1/2 – допустимая концентрация низкооктанового бензина в высокооктановом, определенная по формуле (13.10)

13.22 При последовательной перекачке топлива для реактивных двигателей в контакте с партиями дизельного топлива или бензина вся образовавшаяся смесь раскладывается только в дизельном топливе или неэтилированном бензине, соответственно. Сброс смеси в резервуары с топливом для реактивных двигателей запрещается.

13.23 При последовательной перекачке нефтепродуктов с различным содержанием серы (двух сортов дизельного топлива или бензина и дизельного топлива) предельно допустимая концентрация θ_2/1 одного из них в другом рассчитывается по допустимому отклонению DS содержания серы в смеси по формуле:

×100, (13.12)

где S₁ – содержание серы в нефтепродукте с меньшим содержанием серы (%);

S₂ – содержание серы в нефтепродукте с большим содержанием серы (%).

Пример расчета № 5

Определить предельно допустимую концентрацию дизельного топлива с содержанием серы 0,2 % в дизельном топливе с содержанием серы 0,005 %, исходя из условия, чтобы содержание серы в последнем изменилось не более, чем на 0,0005 %.

Расчет

По формуле (13.12) находим:

%

Пример расчета № 6

Определить предельно допустимую концентрацию дизельного топлива с содержанием серы 0,005 % в дизельном топливе с содержанием серы 0,001 %, исходя из условия, чтобы содержание серы в последнем изменилось не более, чем на 0,0003 %.

Расчет

По формуле (13.12) находим:

%

13.24 Минимально необходимый объем V₁ партии нефтепродукта с меньшим содержанием серы S₁ для перекачки в контакте с нефтепродуктом с большим содержанием серы S₂, определяется по формуле:

, (13.13)

где: n - коэффициент запаса, определенный выше (п. 13.16);

- объем смеси с учетом первичной технологической смеси, определенный по формуле 13.5;

q_2/1 – предельно допустимая концентрация высокосернистого нефтепродукта (с содержанием серы S₂) в низкосернистом (с содержанием серы S₁), определенная по формуле (13.12).

Пример расчета № 7

Определить минимально допустимый объем партии дизельного топлива с содержанием серы 0,005 % при его последовательной перекачке с дизельным топливом с содержанием серы 0,2 % при допустимом отклонении содержания серы в низкосернистом топливе в 0,0005 %. Объем образующейся при этом смеси (с учетом первичной) равен 530 м³.

Расчет

Предельно допустимая концентрация высокосернистого дизельного топлива, определенная в примере 1 п. 6.29, составляет 0,2564 %. Тогда по формуле (13.13) минимально допустимый объем партии дизельного топлива с содержанием серы 0,005 % составит:

м³

Тепловые расчеты

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте