مخازن نفت خام و فرآورده های نفتی

مخازن نفت خام و فرآورده های نفتی

واحدهای نفت و گاز برای نگهداری نفت خام و گاز و نیز انبار کردن فرآورده های نفتی گوناگون, نیاز به تعداد بسیاری مخزن دارند. تعداد این مخازن به عواملی چند, چون دوری و نزدیکی واحد به منابع تامین کننده نفت خام, تعداد و ظرفیت واحدهای پالایش, تنوع فرآورده های تولیدی و سرانجام چگونگی انتقال و پخش فرآورده ها بستگی دارد.

در صنایع شیمیایی, مواد ارزشمند مانند بنزین یا گاز مایع, طی فرآیندهای مختلفی از مواد شیمیایی خام, مانند نفت خام جدا می شوند یا از آنها به وجود می آیند.

چند راه برای انتقال مواد خام از منابع تامین کننده به واحد فرآیندی وجود دارد که بر حسب مورد و شرایط, از یکی از آنها مانند خطوط انتقال یا تانکر استفاده می گردد.

همچنین محصولات تولیدی نیز به روش های مختلف به بازار داخلی یا خارجی عرضه می شوند.

به دلایل زیادی از جمله یکسان کردن کیفیت محصول, اندازه گیری حجم محصول جهت فروش, امکان بارگیری و انتقال به تانکر یا کشتی در حداقل زمان ممکن و ... سبب می شود تا مواد محصول را بعد از تولید, در مخازن یا تانک های مناسب ذخیره نمایند.

از اصطلاح تانک برای ظروف ذخیره سازی بزرگ با کاربرد جابجا کردن, ذخیره سازی, اندازه گیری و حمل و نقل مایعات استفاده می گردد.

به طور کلی مخازن چند وظیفه اصلی به عهده دارند:

1- ذخیره مواد اولیه و خوراک واحدها

2- ذخیره مواد واسطه تولید شده در فرآیند

3- ذخیره فرآورده ها

4- ذخیره مواد برای بارگیری و پخش

5- همسان نمودن کیفیت محصول

6- معیاری جهت اندازه گیری حجم خوراک و محصول تولید شده

تقسیم بندی جامع و یکسانی برای مخازن ذخیره وجود ندارد. طبقه بندی مخازن, می تواند از دیدگاه های متفاوتی مانند شکل هندسی, نوع سیال یا بر حسب فشار بخار ماده ذخیره شده در آن باشد. اما می توان همه مخازن را به دو دسته کلی مخازن روباز و در بسته تقسیم بندی نمود.

گازها, سیالات آتش گیر, مواد شیمیایی خطرناک مانند اسید ها یا بازها و سیالاتی که از خود گازهای سمی منتشر می کنند, باید در مخازن در بسته نگهداری و ذخیره شوند.

از مخازن در بسته, می توان به مخازن با سقف ثابت, مخازن سقف شناور, مخازن کروی, استوانه ای و مخازن سرد اشاره نمود.

از آنجا که مواد مختلف, دارای خواص شیمیایی و فیزیکی مختلفی هستند، شرایط و نحوه مناسب ذخیره سازی آن ها از یکدیگر متفاوت است. به همین جهت انتخاب نوع مناسب اهمیت فراوانی دارد.

مهمترین پارامترهایی که در انتخاب نوع مخزن ملاک قرار می گیرند, شامل موارد زیر می باشد:

1- فراریت یا به عبارت دیگر فشار بخار

2- سمی بودن

3- میزان آتش گیری ماده مورد نظر

 می توان دسته بندی مخازن ذخیره سازی را که بر حسب فشار بخار سیال, صورت گرفته, به طور یکجا مشاهده کرد. در صورتی که فشار بخار ماده مورد نظر زیاد نباشد ولی, ماده مورد نظر, سمی یا آتش گیر باشد, مانند ترکیبات سنگین نفتی, اکریل آمید, دی اتیل پیرو کربنات, دی ایزوپیل فلوئوروفسفات و ... از مخازن با سقف ثابت استفاده می گردد که تا حد زیادی نسبت به تانک های باز, ایمنی بیشتری دارند.

موادی چون نفت خام که فشار بخار آنها, کمی زیاد بوده و در حدود نزدیک به psi5/0 می باشد, در مخازن خاصی که مجهز به سقف شناور می باشند, ذخیره می گردند. این نوع از سقف شناور ها, فاقد سقف ثابت بوده و اصطلاح External Floating Roof گفته می شوند. گفتنی است که این مخازن, برای موادی که سمی نبوده یا آتش گیری کمی دارند, مناسب می باشند. 

اگر فشار بخار ماده ای در همین محدوده بوده ولی, ماده مذکور سمی یا آتش گیر باشد, از نوع خاصی از مخازن با سقف شناور که دارای یک سقف نیز می باشند, استفاده می گردد. این نوع مخازن در اصطلاح, Internal Floating Roof گفته می شوند.

در مواردی که فشار بخار ماده مورد نظر در حدود psi50-5/0 باشد, از مخازن تحت فشار, مانند مخازن کروی یا استوانه ای افقی استفاده می گردد. البته, در این محدوده فشاری, مخازن استوانه ای افقی ترجیح داده می شوند اما, بر حسب شرایط عملیاتی گاهی از مخازن کروی نیز استفاده می گردد و در فشار بخار های بالاتر از psi باید حتماً از مخازن کروی استفاده گردد.

گازهای مایع که دارای نقطه جوش پایین و غالباً زیر صفر درجه سانتیگراد می باشند, در مخازن ویژه ای به نام مخازن سرد ذخیره می گردند. با توجه به پایین بودن دمای جوش این مواد, بیش تر آن ها در دمای عادی محیط به شکل گاز می باشند لذا, برای ذخیره کردن آن ها, دو راه وجود دارد:

الف) در فشار بالا و دمای محیط

ب) در دمای پایین و فشار حدود فشار اتمسفر

از دید اقتصادی و ایمنی, ذخیره سازی به شکل دوم مناسب تر می باشد. از جمله این مواد می توان به اتیلن, بوتادیئن, آمونیاک, پروپان, LPG, نیتروژن و ... اشاره نمود.

از دیگر انواع مخازن که کاربرهای کم تری دارند, نوع بیضوی می باشد.

به طور کلی مخازن هر پالایشگاه را بنا به نوع کارشان به چهار دسته تقسیم می کنند:

1- مخزن های نفت خام

انواع گوناگون نفت خام سبک یا سنگین را می توان به طور جدا یا آمیخته, در این مخزن ها ذخیره کرد. مخزن های امروزی نفت خام, سقفی شناور داشته, بیشتر به لوله های مارپیچ بخار, برای گرم کردن نفت خام در فصل زمستان, پروانه های همزن, عمق سنج و ... مجهزند.

2- مخزن های واسطه

این مخزن ها, برای دریافت فرآورده های نیم نهایی از یک واحد پالایش, و دادن آن ها به واحدهای دیگر برای انجام گرفتن فرآیندهای دیگر پالایش یا دریافت ترکیبات گوناگون فرآورده های پیش از آمیختگی و انتقال آن ها به مخزن های فرآورده های نهایی به کار برده می شوند.

3- مخزن های فرآورده ها

فرآورده های گوناگون نفتی بنا به مشخصات مورد نظر در این مخزن ها تهیه و به شبکه پخش انتقال داده می شوند.

4- مخزن های بارگیری و پخش

برخی از فرآورده های سبک و سنگین, مانند گاز مایع, روغن موتور, قیر و ... که بردن آن ها به جاهای دوردست از راه خطوط لوله, دشوار یا نشدنی است, در مخزن های بارگیری انبار شده, سپس به نفت کش ها یا مخزن دارهای راه آهن منتقل و به محل مصرف فرستاده می گردد.

کار بارگیری معمولاً به وسیله تلمبه انجام می گیرد. اگر فرآورده های نفتی روان باشد و فاصله مخزن تا جای بارگیری زیاد نباشد, با ایجاد اختلاف سطح میان مخزن نقطه بارگیری, مایع با نیروی جاذبه به وسیله نقلیه منتقل می شود. مخزن هایی که در این سرویس هستند, مخزن های بارگیری و پخش خوانده می شوند.

چون نصب مخزن ها در هر پالایشگاه, هزینه سرمایه ای بسیار خواهد برد, در طرح پالایشگاه کوشش می گردد تا شمار و ظرفیت مخزن ها به کمترین حد کاهش یابد برای مثال, شمار و ظرفیت مخزن های واسطه تا حد منظور می شود که بتوان تداوم عملیات و موازنه کار عادی دستگاه ها را حفظ کرد. همچنین با انجام عملیات آمیختگی فرآورده های گوناگون در لوله ها و در مرحله انتقال به مخازن, می توان شمار مخزن های واسطه و فرآورده ها را کاهش داد, به شرطی که میان تولید و انتقال فرآورده ها, موازنه برقرار باشد. این کار نیازمند یک برنامه ریزی دقیق روزانه, هفتگی و ماهانه است.