Ежегодно по различным оценкам в атмосферу планеты выбрасывается от 50 до 90 млн т углеводородов. Значительная часть этих выбросов приходится на предприятия нефтеперерабатывающей и нефтегазодобывающей отраслей промышленности. Значительное загрязнение атмосферного воздуха парами нефтепродуктов происходит при заполнении и опорожнении резервуаров нефтехранилищ при так называемых «дыханиях» резервуаров. Основная доля всех потерь нефти и нефтепродуктов приходится на испарение из резервуаров. Сокращение потерь от испарения достигается применением следующих методов:
• уменьшением объема газового пространства (ГП) резервуаров;
• хранением нефти и нефтепродуктов под избыточным давлением;
• уменьшением амплитуды колебаний температуры поверхности нефти или нефтепродуктов и ГП резервуаров;
• улавливанием паров углеводородов, вытесняемых из заполняемого резервуара;
• рациональной эксплуатацией резервуаров.
Под системой улавливания легких фракций углеводородов (УЛФ) принято считать совокупность технологического оборудования, обеспечивающего отбор и утилизацию легких фракций нефти и нефтепродуктов при повышении давления в ГП резервуаров до того, как произойдет их «выдох» в атмосферу.
Преимущества использования систем УЛФ:
• практически полностью устранить потери легких фракций углеводородов из резервуаров;
• значительно уменьшить взрывопожароопасность объектов;
• улучшить состояние воздушного бассейна в районе резервуарного парка и систем налива нефтепродуктов (бензин, топливо);
• снизить вредные выбросы в атмосферу и улучшить экологическую обстановку;
• сохранить свойства нефтепродуктов (бензин, топливо);
• получить дополнительную прибыль.
Виды систем УЛФ:
• адсорбционные и абсорбционные;
• конденсационные;
• компрессионные;
• эжекторные;
• комбинированные.
Одним из наиболее перспективных направлений развития средств улавливания углеводородных паров является применение компрессионных систем улавливания легких фракций с использованием жидкостно-газовых струйных аппаратов — струйно-компрессорных установок (СКУ). В таких системах сжатие ПВС (паровоздушная консистенция) происходит за счет энергии высокоскоростных струй рабочей среды, находящейся в различных агрегатных состояниях (жидкость, двухфазная газожидкостная смесь). СКУ для улавливания легких фракций обеспечивают высокую степень сокращения потерь, обладают малой металлоемкостью и капиталоемкостью, просты и надежны в эксплуатации. Работа струйного аппарата (эжектора) устойчива при значительных колебаниях параметров и фракционного состава отсасываемого газа. Принцип работы СКУ состоит в следующем. Рабочая жидкость подается в эжектор через сопло с помощью насоса и увлекает за собой пассивный поток паровоздушной смеси из резервуара. Часть энергии рабочей жидкости в процессе смешения фаз передается пассивному потоку, сжимая его. Одновременно происходит процесс интенсивной конденсации паров углеводородов. Образовавшаяся на выходе из эжектора жидкостно-газовая смесь разделяется в сепараторе, после чего осушенный сжатый воздух идет на дальнейшую очистку или в атмосферу, а рабочая жидкость подается на вход насоса. В системе предусмотрен теплообменник для отвода избытка теплоты, а также трубопроводы для подвода свежей рабочей жидкости на подпитку системы и отвода избытка рабочей жидкости со сконденсировавшимися парами углеводородов. Принципиальная схема установки представлена на рис.