По экономическим и экологическим соображениям одна из важнейших задач при транспортировке и хранении углеводородов — борьба с потерями. А они, как правило, происходят из-за испарения, реже — из-за разливов.
Различают две основные категории потерь. Количественные потери нефти происходят в результате утечек, переливов, неполного слива транспортных емкостей и резервуаров. Эти потери возможны при негерметичности стенок и днищ резервуаров, неисправности запорной арматуры.
Вторая категория потерь нефти — качественно-количественные. Такие потери возникают при испарении нефти и нефтепродуктов на открытом воздухе. В ходе испарений в первую очередь исчезают легкие углеводороды — ценное сырье для нефтеперерабатывающей промышленности. Потери легких фракций снижают качество нефтепродуктов.
Существует и третья категория потерь — качественные (характерна в основном для нефтепродуктов). Причина подобных потерь заключается в смешении или загрязнении уже готовых нефтепродуктов, например из-за перекачки разных видов нефтепродуктов по одной трубопроводной системе. В результате качество нефтепродукта снижается.
Основной метод предупреждения — в рационализации систем транспорта и поддержании их в оптимальном состоянии благодаря постоянной проверке всех основных узлов нефтетранспортной системы: резервуаров, трубопроводов и насосного оборудования.
Как правило, наиболее уязвимое место в этой цепи — резервуары, для которых характерна проблема испарений. Одна из причин испарения в резервуарах — это вентиляция газового пространства (то есть того сектора резервуара, в котором нет жидкости). Вентиляция необходима, но через нее испаряется ценный ресурс.
Решается проблема путем постоянной герметизации резервуаров и других элементов нефтетранспортной системы. Добиться этого можно, если своевременно устранять неплотности в конструкциях и соединительных швах резервуаров, постоянно проверять наличие прокладок во всех соединениях труб, контролировать качество используемой аппаратуры.
Еще один способ снижения потерь нефти от испарения заключается в максимальном заполнении всех используемых резервуаров. Как показывают расчеты, годовые потери нефтепродуктов от испарения при хранении в наземных металлических резервуарах в средней климатической зоне составляют лишь 0,3% от объема резервуара при его заполненности на 90%. Снижение заполненности резервуара до 70% автоматически увеличивает потери до 1%, а если он заполнен лишь на 20%, то испарится 9,6% нефтепродуктов. А потери в южной климатической зоне в 1,5 раза больше.
Создать эффект полностью заполненного резервуара, даже если он не полон, помогают «плавающие крыши», или понтоны, — сооружения, которые представляют собой сравнительно тонкий профиль, идеально соответствующий размерам резервуара. Он фактически плавает на поверхности нефти или нефтепродуктов, предотвращая испарение.
Как ни странно, большой эффект может дать окраска резервуара — наружная и внутренняя. Если сделать ее в светлых тонах, то амплитуда колебания температуры газового пространства внутри снижается. Благодаря этому уменьшается объем потерь, возникающих в результате испарения.
Почему важно окрашивать не только внешние, но и внутренние поверхности резервуаров? Это уменьшает поток тепла от стенок к поверхности нефти, что снижает потери в среднем на 30%. Одновременная окраска внутренней и наружной поверхностей резервуаров может сократить потери от испарения на 40–50% по сравнению с некрашеными резервуарами.
Подземные резервуары особенно эффективны, потому что отличаются от наземных относительным постоянством температурного режима, в них почти отсутствуют суточные изменения температуры. По сравнению с наземными резервуарами потери от испарений в заглубленных резервуарах сокращаются в 8–10 раз.