Последовательная перекачка нефтей и нефтепродуктов. Смесеобразование

Последовательная перекачка нефтей и нефтепродуктов представляет собой специальную технологию транспортировки нефтей и нефтепродуктов по трубопроводам, при которой в одном трубопроводе в любой момент времени находятся несколько жидкостей, различающихся по своим физико-химическим свойствам. Последовательная перекачка применяется в основном при транспортировке нефтепродуктов, в редких случаях – разных сортов нефтей. Нефтепродуктами, которые перекачиваются по трубопроводу, являются несколько сортов, дизельных топлив, авиационных керосинов.

Автомобильные бензины различаются по октановому числу, которое указывается в их маркировке. Последовательной перекачке чаще всего подвергаются бензины следующих марок: А-76, А-80, А-92.

Маркировка дизельных топлив: Л-0.2-65, где Л – тип топлива (летнее, зимнее, арктическое); 0.2 – содержание серы (0.2, 0.4, 0.5); 65 – температура вспышки (65, 40).

Авиационные керосины бывают следующих сортов: ТС-1 и ТС-2.

Сорта нефтей различаются по содержанию серы, солей и по коэффициенту обводнённости (содержанию серы).

Перекачка нефтепродуктов:

Различные сорта нефти поступают с нефтеперерабатывающего завода, каждый в свой резервуар, а затем последовательно, один за другим, закачиваются в магистральный нефтепродуктопровод. При этом какие-либо разделители между различными жидкостями отсутствуют, поэтому такой метод также называется последовательной перекачкой прямым контактированием.

Партия – любая последовательно движущаяся в трубопроводе жидкость.

Закачка партий нефтепродуктов организуется таким образом, чтобы друг с другом контактировали нефтепродукты, наименее различающиеся по своим свойствам.

Цикл перекачки – совокупность партий всех нефтепродуктов, перекачиваемых по данному трубопроводу.

Цикл перекачки может иметь следующий вид: А-0.5-40 → А-0.2-65 → А-80 → А-92 → А-80 → А-0.2-65.

Преимущества последовательной перекачки прямым контактированием:

1. Возможность использование одного трубопровода для перекачки нескольких нефтепродуктов.

2. Наиболее полная загруженность трубопровода.

3. Равномерное снабжение потребителей.

4. Снижение себестоимости перекачки.

Основным недостатком последовательной перекачки прямым контактированием является образование смеси в зоне контакта партий. Однако количество образующейся смеси относительно невелико и не превышает одного процента от общего объёма трубопровода.

Смесь, образующаяся при последовательной перекачке, бывает двух видов: технологическая и первичная.

Технологическая смесь образуется непосредственно в зоне контакта двух партий разнородных жидкостей при последовательной перекачке.

Первичная смесь образуется в начале участка трубопровода вследствие конечности времени переключения задвижек трубопроводов ведущих от различных резервуаров.

На конечном пункте трубопровода организуется раскладка смеси, то есть добавление смеси к партиям чистых нефтепродуктов с сохранением показателей качества последних.

Основным показателем качества при контакте бензин-бензин является октановое число, при контакте бензина и дизельного топлива – температура конца кипения, при контакте дизельного топлива с дизельным топливом – содержание серы, при контакте дизельного топлива с бензином – температура вспышки.

Рассмотрим механизм смесеобразование при последовательной перекачке.

На смесеобразование при последовательной перекачке влияют два основных процесса: конвективная и турбулентная диффузии.

Конвективная диффузия обусловлена неравномерностью скоростей частиц жидкости при её течении.

Процесс конвективной диффузии в чистом виде имеет место при ламинарном режиме течения жидкости.

Если режим течения турбулентный, то к конвективной диффузии добавляется турбулентная диффузия, которая обусловлена хаотическим движением частиц жидкости в области смеси.

Зона первоначального контакта нефтепродуктов внутри области смеси двигается со средней скоростью перекачки .

При турбулентной диффузии объём образующейся смеси меньше, чем при чистой конвективной диффузии, и составляет около одного процента от объёма всего трубопровода.

При последовательной перекачке средняя скорость должна быть меньше величины , чтобы сохранился развитый турбулентный режим, и объём смеси был минимальным.

Число Рейнольдса при этой скорости можно найти по следующей формуле: .

Объём образующейся смеси определяется из следующей формулы: .

Объёмные концентрации: , . При этом должно выполняться следующее условие: . Обычно используется концентрация замещающего нефтепродукта смеси , тогда концентрацию замещаемого нефтепродукта смеси будет равна .