способ определения массы нефтепродуктов при хранении в эластичном резервуаре

Формула изобретения

Способ определения массы нефтепродукта при хранении в эластичном резервуаре из материала с известной величиной проницаемости конкретного нефтепродукта и с известной площадью внутренней поверхности эластичного резервуара по разности между фиксируемой массой залитого конкретного нефтепродукта в первоначальный момент и величиной потерь от проницаемости, отличающийся тем, что задают градуировачную таблицу, отражающую изменение проницаемости конструкционного материала, из которого изготовлен эластичный резервуар, от вида анализируемого нефтепродукта и температуры оболочки эластичного резервуара, ежесуточно с заданным интервалом времени замеряют температуру поверхности оболочки резервуара в N точках, определяют среднее значение величины измеренных температур поверхности резервуара за сутки, в момент определения массы нефтепродукта в эластичном резервуаре определяют среднее значение температуры поверхности оболочки резервуара за период хранения Т_ср как среднеарифметическое из среднесуточных значений температур поверхности резервуара за весь период хранения, по градуировочной таблице определяют соответствующую ей проницаемость нефтепродукта через конструкционный материал эластичного резервуара, а массу нефтепродукта в момент определения в эластичном резервуаре рассчитывают по следующей зависимости:

M=M₀ -П·S_{вн.пoв ЭР}·N_cyт,

где где М - масса нефтепродукта в момент определения, кг;

M₀ - исходная масса залитого конкретного нефтепродукта, кг;

П - проницаемость нефтепродукта через конструкционный материал эластичного резервуара при Т_ср, кг/м ² сут (определяют по градуировачной таблице);

S _{вн.пoв.ЭP} - площадь внутренней поверхности эластичного резервуара, м²;

N_cyт - период хранения от момента залива до момента определения, сут.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области измерения объема (массы жидкости), в частности к определению количества нефтепродукта, хранимого в больших эластичных контейнерах, с учетом свойств конструкционного материала, нефтепродукта и внешних факторов (t - температуры), и может быть использовано на автозаправочных станциях, резервуарных парках складов и нефтебаз, использующих для хранения нефтепродуктов эластичные резервуары.

Известен способ определения количества (массы) нефтепродукта в эластичном резервуаре, включающий обмер габаритных размеров заполненного эластичного резервуара и подсчет по формуле:

V=а·b·h, м³ где

V - объем нефтепродукта, м³;

а - длина эластичного резервуара, м;

b - ширина эластичного резервуара, м;

h - высота в средней продольной части резервуара, м. [Резинотканевые резервуары - техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Военное издательство Министерства обороны СССР. 1980. с.34].

Недостатком данного способа является значительная погрешность при обмере габаритных размеров, зависящая от применяемых средств обмера и человеческого фактора, а также то, что эластичный резервуар не является тарированным средством хранения нефтепродуктов.

Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является способ определения массы нефтепродукта по разности между массой залитого нефтепродукта и величиной потерь, выявленной при сливе нефтепродукта в конце периода хранения, на протяжении которого не проводилось сливно-наливных операций. [Труды 25 ГосНИИ МО РФ. М.: 2010. № 55 с.499].

Эти расхождения показаний обусловлены наличием потерь от проницаемости конструкционного материала эластичного резервуара, возникающей при температуре оболочки эластичного резервуара выше 0°С.[Тематический обзор «Резинотканевые резервуары» М.: ЦНИИТ Энефтехим, 1977. с.24].

Недостатком данного способа является значительная погрешность из-за потерь нефтепродуктов при сливе и погрешности средств измерения (счетчиков) при заполнении и опорожнении эластичного резервуара.

Технический результат изобретения - повышение точности определения массы нефтепродукта в эластичном резервуаре в любой момент хранения.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения массы нефтепродукта при хранении в эластичном резервуаре из материала с известной величиной проницаемости конкретного нефтепродукта и с известной площадью внутренней поверхности эластичного резервуара по разности между фиксируемой массой залитого конкретного нефтепродукта в первоначальный момент и величиной потерь от проницаемости согласно изобретению задают градуировочную таблицу, отражающую изменение проницаемости конструкционного материала, из которого изготовлен эластичный резервуар, от вида анализируемого нефтепродукта и температуры оболочки эластичного резервуара, ежесуточно с заданным интервалом времени замеряют температуру поверхности оболочки резервуара в N точках, определяют среднее значение величины измеренных температур поверхности резервуара за сутки, в момент определения массы нефтепродукта в эластичном резервуаре определяют среднее значение температуры поверхности оболочки резервуара за период хранения Т_ср как среднеарифметическое из среднесуточных значений температур поверхности резервуара за весь период хранения, по градуировочной таблице определяют соответствующую ей проницаемость нефтепродукта через конструкционный материал эластичного резервуара, а массу нефтепродукта в момент определения в эластичном резервуаре рассчитывают по следующей зависимости:

М=М ₀-П·S_{вн.пов.ЭР}·N_cут, где

М - масса нефтепродукта в момент определения, кг;

М₀ - исходная масса залитого конкретного нефтепродукта, кг;

П - проницаемость нефтепродукта через конструкционный материал эластичного резервуара при Т _ср, кг/м² сут (определяют по градуировочной таблице);

S_{вн.пов.ЭР} - площадь внутренней поверхности эластичного резервуара, м²;

N_cyт - период хранения от момента залива до момента определения, сут.

На фиг.1 представлен эластичный резервуар с указанием точек замера температуры оболочки.

Точка 1 - на внешней стороне верхней оболочки эластичного резервуара по центру;

точка 2 - на внешней стороне нижней оболочки эластичного резервуара по центру;

точки 3, 4, 5, 6 - по центру боковых стенок эластичного резервуара.

Данные точки определены экспериментальным путем в процессе исследования влияния температуры внешней среды на оболочку эластичного резервуара ЭР - 250 с внутренней площадью поверхности эластичного резервуара 443,04 м² [Труды 25 ГосНИИ МО РФ. М.: 2010. № 55 с.491-492].

Как показали исследования, необходимо и достаточно измерить температуру оболочки эластичного резервуара в шести точках для всех видов эластичных резервуаров (координаты точек измерения температуры оболочки эластичного резервуара остаются те же, как показано на фиг.1).

Все известные эластичные резервуары, изготовленные из конструкционных материалов (резинотканевая материя № 1015 ТУ 405831-2005 г., многослойная полимерная пленка ТУ 2245-001-52186250-2005 г., ткань на основе ТПУ - L 3284 NESU) имеют соответствующую площадь внутренней поверхности эластичного резервуара (Табл.1, 2, 3).

Площадь внутренней поверхности эластичных резервуаров (S_{вн.пов.ЭР}) указывается в технической документации на конкретный эластичный резервуар (Табл.1, 2, 3) [Резинотканевые резервуары - техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Военное издательство Министерства обороны СССР. 1980. С.6].

Авторы изобретения при проведении научно-исследовательской работы в ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России» провели исследования проницаемости конструкционных материалов, применяемых для изготовления эластичных резервуаров, (см. Табл. 1, 2, 3) для различных марок нефтепродуктов в диапазоне температур от 0 до 70°С. Частично результаты исследования представлены в патенте РФ № 2304553, В65D 88/16 2006 г. Полученные данные были обобщены и сведены в градуировочные таблицы, отражающие проницаемость различных конструкционных материалов (Градуировочная таблица 3, 4, 5) эластичного резервуара от марки нефтепродукта и температуры оболочки эластичного резервуара, что позволило использовать эти градуировочные таблицы в заявляемом способе.

Способ определения массы нефтепродукта при хранении в эластичном резервуаре реализуется следующим образом.

В момент залива в эластичный резервуар фиксируют количество (исходная масса залитого конкретного нефтепродукта - М₀). Площадь внутренней поверхности эластичного резервуара S_{вн.пов.ЭР} - известна из технической документации на этот эластичный резервуар (Табл.1, 2, 3).

Эти данные М₀ и S_{вн.пов.ЭР} записывают в журнал учета.

В процессе хранения с момента залива ежесуточно оператор (ответственный за хранение) 8 раз в сутки с интервалом времени 3 часа замеряет температуру поверхности оболочки резервуара в N точках 1, 2, 3, 4, 5, 6.

После каждого замера оператор определяет расчетным путем среднюю температуру оболочки эластичного резервуара за замер (t_{ср.за замер}= tN/6).

По окончании суток хранения определяют среднесуточную температуру оболочки эластичного резервуара (t _сут= t_{ср.за замер}/8) и фиксируют в таблице температуру оболочки эластичного резервуара (Табл.7) за сутки.

Температура оболочки эластичного резервуара, полученная расчетным путем, заносится в Табл.7 в полных градусах, дробные значения температуры оболочки эластичного резервуара, полученные расчетным путем, округляются до целого числа в большую сторону.

В момент определения массы нефтепродукта в эластичном резервуаре, (который может возникнуть как через сутки, так и через месяц, год и т.д.) определяют среднее значение температуры поверхности оболочки резервуара за период хранения Т_cр как среднеарифметическое из среднесуточных значений температур оболочки за весь период хранения.

Получив значения Т_cр, по градуировочным таблицам (Градуировочная таблица 4, 5, 6) определяют проницаемость П для конкретного конструкционного материала эластичного резервуара и марки нефтепродукта, хранимого в этом резервуаре.

Массу нефтепродукта (М) рассчитывают по полученной экспериментально математической зависимости:

М=М ₀-П·S_{вн.пов.ЭР}·N_cyт.

Пример

В эластичный резервуар тип (МР-250) залили в количестве М₀=195000 кг на хранение автомобильный бензин марки Регуляр-92.

По технической документации эластичного резервуара МР-250 изготовлен из конструкционного материала марки - «резинотканевая материя № 1015 ТУ 405831-2005 г.»;

площадь внутренней поверхности данного резервуара S_{вн.пов.ЭР}=438,40 м ² (Технические данные на эластичный резервуар МР-250 - Табл.1);

В процессе хранения оператор (ответственный за хранение) 8 раз в сутки с интервалом времени 3 часа замеряет температуру поверхности оболочки резервуара в 6 точках и заносит результаты в таблицу 7, рассчитывая среднюю температуру за замер и среднюю температуру в сутки.

В момент необходимости определения массы нефтепродукта в эластичном резервуаре (например, после 3-х суток, т.е. N=3) определяют Т_ср как среднеарифметическое из среднесуточных значений температур за весь период хранения:

Например

В 1-й день t_сут =26°С

Во 2-й день t_сут=23°С

В 3-й день t_сут=21°С

Т_cр=(t_{сут 1}+t_{сут 2}+t_{сут 3})/ N=(26+23+21)/3=20°C

По градуировочной таблице 1 находят величину проницаемости П для «резинотканевого материала № 1015» эластичного резервуара и марки залитого нефтепродукта - Регуляр-92 при Т_cр=20°С

П-0,145 кг/м²·сут.

Получив все числовые значения, определяют массу нефтепродукта в эластичном резервуаре в конкретный момент, т.е. по истечении 3-х суток.

М=М₀-П·S_{вн.пов.ЭР}·N_сут =195000 кг-0,145 кг/м²·сут·438,40 м ²·3 сут=194809,3 кг.

Данный способ определения массы нефтепродукта при хранении прошел апробацию на эластичном резервуаре ЭР-25 (конструкционный материал -ткань на основе ТПУ - L 3284 NESU) с площадью внутренней поверхности S_{вн.пов.ЭР}=85,87 м², в который был залит автомобильный бензин марки Регуляр-92 в количестве М₀ =18750 кг. Экспериментальное хранение осуществлялось под наблюдением оператора в летний период времени в средней климатической зоне в течение 45 суток (N_сут). Согласно заявленному способу с момента залива, ежесуточно оператор 8 раз в сутки с интервалом времени 3 часа замерял температуру поверхности оболочки резервуара в шести точках (указанных на фиг.1), запись результатов замера велась в журнале (см. фрагмент таблицы 7).

По истечении 45 суток хранения было рассчитано среднее значение температуры поверхности Т_ср=35°С оболочки резервуара за период хранения N_сут=45.

При Т _ср=35°С по градуировочной таблице 5 была определена проницаемость П=0,030 кг/м²·сут данного конструкционного материала автомобильным бензином марки Регуляр-92.

Получив эти результаты, рассчитываем массу М автомобильного бензина марки Регуляр-92.

М=М₀-П·S _{вн./ пов.ЭР}·N_сут=18750 кг-0,030 кг/м ²·сут·85,87 м²·45 сут=18634,1 кг.

После этого из данного резервуара слили хранящийся в нем автомобильный бензин Регуляр-92. Через счетчик марки ШЖУ - 40С - 6 (цена деления 1,0 л с допустимой погрешностью показаний в пределах 0,5%) определили объем V=25007 л слитого автомобильного бензина Регуляр-92, измерили плотность в соответствии с ГОСТ 3900 и рассчитали массу М=18 630 кг слитого из эластичного резервуара ЭР-25 автомобильного бензина марки Регуляр-92.

Как видно из результатов апробаций, заявленный способ подтверждает не только качественное наличие проницаемости конструкционного материала, но и констатирует количество потерь хранимого нефтепродукта в конкретном резервуаре.

Применение изобретения позволяет определять массу нефтепродукта при хранении в эластичном резервуаре в необходимый момент с достоверной точностью, не прибегая к трудоемкому и дорогостоящему процессу слива нефтепродукта из эластичного резервуара.