Повышение безопасности эксплуатации оборудования для подготовки и хранения нефти в условиях накопления электростатических зарядов в водонефтяной смеси

• Автор: Тюсенков, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

1 ААЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Опасные факторы при эксплуатации емкостного оборудования нефтепромыслов

1.2 Понятие о двойном электрическом слое, окислительновосстановительном потенциале.

1.3 Статическое электричество в трубопроводах

1.4 Методы и средства защиты от статического электричества.

2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Лабораторная установка для проведения экспериментов

2.2 Методика определения окислительновосстановительного потенциала среды.

2.3 Определение промысловых и коррозионных сред.

2.4 Определение скорости коррозии трубной стали методом поляризационного сопротивления.
2.5 Определение скорости коррозии трубной стали методом снятия поляризационных кривых.
2.6 Определение скорости коррозии трубной стали гравиметрическим анализом.
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, ОБРАБОТКА ОПЫТНЫХ ДАННЫХ.
3.1 Активация водной фазы при транспортировке водонефтяной смеси по трубопроводам.
3.2 Влияние антистатических составов на электризацию нефти.
3.3 Влияние деэмульгаторов на электризацию нефти.
3.4 Реализация парного регрессионного анализа 1ЕЬ в условиях различной обводненности нефти
3.5 Описательная статистика скорости коррозии трубной стали
4 МЕТОДИКА СНИЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ НЕФТИ.
5.1 Расчет электризации нефти.
5.2 Влияние электростатических зарядов на свойства фаз.
5.3 Устройство для снятия электростатических зарядов с нефтепровода УЭЗН.
5.4 Дозирование 1АВ в нефтедобывающую скважину.1
5 РАСЧЕТ ПОЖАРНОГО И ТЕХНОГЕННОГО РИСКОВ
5.1 Оценка вероятности реализации аварийных ситуаций и сценариев их дальнейшего развития1
5.2 Определение частоты реализации пожароопасных ситуаций 1
5.3 Построение полей опасных факторов пожара для различных сценариев его развития.
5.3.1 Количественная оценка массы горючих веществ, поступающих в окружающее пространство в результате возникновения пожароопасных ситуаций.
5.3.2 Определение параметров волны давления при сгорании паровоздушного облака
5.4 Вычисление расчетных величин пожарного риска на территории объекта
5.5 Индивидуальный пожарный риск на территории объекта.
5.6 Расчет техногенного риска
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Пожары при очистке резервуаров чаще всего происходят из-за вспышки паров нефтепродуктапродукта от выхлопной трубы при зачистке резервуаров от тяжелых донных отложений. Также к пожару или взрыву могут привести нарушения герметичности фланцевых соединений, запорной и регулировочной арматуры, неисправности предохранительных клапанов и нарушения правил эксплуатации оборудования. При сливно-наливных операциях чаще всего причиной возникновения пожаров в резервуарах являются разряды статического электричества в виде искр, что является недопустимым во взрыво- и пожароопасных условиях. Оценка риска объектов предприятий по переработке углеводородных систем заключается в исследовании опасностей технологических установок при возникновении аварийных ситуаций и определении возможных последствий с цслыо разработки необходимых мер по управлению безопасностью. Такое управление включает в себя выработку плана действий при аварийных ситуациях, организационно-технические мероприятия по уменьшению вероятностей аварий и последствий от них. Разгерметизация различных емкостей и технологического оборудования приводит к утечке большого количества огнеопасного вещества в окружающую среду. Определяющим в этом случае является установление размеров облака и направления его движения, сбор информации о нанесенном ущербе. Современные подходы к обеспечению промышленной безопасности базируются на концепции "оптимального риска". Оценка риска включает оценку вероятности опасного события в сочетании с анализом последствий и позволяет представить количественное выражение опасности через величину риска. При оценке риска важным этапом является определение моделируемых событий. Для оценки их вероятностей существуют два основных подхода: использование имеющихся сведений об авариях на заводах или отказах систем (анализ аварийности); анализ протекания аварии с целью нахождения необходимой вероятности. Обычно риск определяется как функция вероятностей возможных событий и связанных с ними последствий. Конечным результатом оценки риска является перечень исходов для каждого рассматриваемого случая, при этом рассчитываются частота и количественные характеристики ожидаемых последствий [4]. Двойной электрический слой (ДЭС) — слой ионов, образующийся на поверхности частиц в результате адсорбции ионов из раствора, диссоциации поверхностного соединения или ориентировании полярных молекул на границе раздела фаз. Ионы, непосредственно связанные с поверхностью, называются потенциалопределяющими. Заряд этого слоя компенсируется зарядом второго слоя ионов, называемых противоионами. Двойной электрический слой возникает при контакте двух фаз, из которых хотя бы одна является жидкой. Стремление системы понизить поверхностную энергию приводит к тому, что частицы на поверхности раздела фаз ориентируются особым образом. Вследствие этого контактирующие фазы приобретают заряды противоположного знака, но равной величины, что приводит к образованию двойного электрического слоя. Переход ионов или электронов из одной фазы в другую (поверхностная ионизация). Примером может служить диссоциация поверхностных функциональных групп, принадлежащих одной из фаз (как правило, твердой). Преимущественная адсорбция в межфазном слое ионов одного знака. Ориентирование полярных молекул в поверхностном слое. По этому механизму двойной электрический слой образуется в случае, если вещества, составляющие фазы системы, не могут обмениваться зарядами. Для определения знака заряда поверхности используют правило Кёна, гласящее, что из двух соприкасающихся фаз положительно заряжается та, которая имеет большую диэлектрическую проницаемость. В отсутствие теплового движения частиц, строение двойного электрического слоя подобно строению плоского конденсатора (рисунок I). Но в отличие от идеального случая, двойной электрический слой в реальных условиях имеет диффузное (размытое) строение. Рисунок 1 - Строение двойного эле три чес ко го слоя. Слой Гельмгольца или адсорбционный слой, примыкающий непосредственно к межфазной поверхности. Этот слой имеет толщину <5, равную радиусу потенциалопределяющих ионов в несольватированном состоянии.