При наливе этанола вода и совместимость материалов становятся ключевыми вопросами, потому что этанол активно поглощает влагу из воздуха и оборудования и смешивается с водой в любых пропорциях. Попавшая в систему налива вода остаётся в продукте и позднее, при смешении этанола с бензином, может вызвать расслоение. Кроме того, часть металлов, эластомеров и пластиков, надёжно работающих в углеводородной среде, в контакте с этанолом набухает, твердеет или корродирует. Поэтому система налива этанола проектируется так, чтобы сохранить продукт сухим и чистым, а не только перекачать его из резервуара в цистерну.
Общая цепочка «насос — счётчик — регулирующий клапан — наливной стояк», двухступенчатый профиль налива и разрешающие сигналы описаны на странице о системах налива автоцистерн. Здесь рассматривается только то, что меняет этанол: защита от воды, выбор материалов смачиваемых деталей, горючесть паровой фазы и доставка продукта к точке смешения без потери качества.
Что наливают и куда это идёт
Топливный этанол денатурируют на заводе, добавляя около 2 % углеводородов, обычно газового бензина, а также ингибитор коррозии. Денатурированный этанол доставляют на распределительный терминал железнодорожным, автомобильным или водным транспортом; там бензиновые компоненты, этанол и присадки хранятся в отдельных резервуарах. Налив автоцистерн встречается в двух точках этой цепочки: отгрузка чистого денатурированного этанола с завода или промежуточного склада на терминал смешения и налив готовой бензино-этанольной смеси в развозные цистерны. Во втором случае этанол обычно дозируется в поток бензина пропорционально во время налива; этому посвящена страница о системах смешения биотоплива.
Как не допустить воду в цепочку налива
Руководства по обращению с топливным этанолом называют его крайне гигроскопичным и рекомендуют максимально исключать воду из оборудования для его хранения и отгрузки. В углеводородном топливе свободная вода оседает на дно отдельным слоем и может быть дренирована; в этаноле она растворяется и простым дренажом не удаляется. Этанол также вбирает донную воду и размывает отложения в резервуарах, где раньше хранились другие продукты. Типичные источники воды и меры защиты:
· Дыхание резервуара: влажный воздух, поступающий при опорожнении, контактирует с продуктом; осушающие дыхательные устройства или подушка из сухого газа оцениваются с учётом климата площадки.
· Вода после гидроиспытаний и промывки: новые и отремонтированные трубопроводы, корпуса счётчиков и рукава осушаются до пуска, в обвязке предусматриваются дренажи в нижних точках.
· Секции автоцистерны: перед наливом проверяются на отсутствие воды и остатков прежнего груза, результат фиксируется.
· Точка забора из резервуара: всасывание насоса располагается выше зоны донной воды и осадка, днище регулярно контролируется.
Спецификации на топливный этанол ограничивают содержание воды. Как подтверждается соответствие на эстакаде, то есть периодичность отбора проб и лабораторный анализ, определяет процедура качества терминала; система налива обеспечивает точки отбора проб и необходимые записи.
Материалы смачиваемых деталей и уплотнений
Каждая деталь, контактирующая с этанолом, выбирается по подтверждённой совместимости, а не по привычкам бензиновых эстакад. Испытания со смесями с высоким содержанием этанола показали чувствительность цинка, латуни, свинца и алюминия, тогда как неплакированная сталь, нержавеющая сталь и бронза продемонстрировали приемлемую стойкость. Натуральный каучук, полиуретан, ПВХ и некоторые виды нейлона могут разрушаться, а отдельные эластомеры набухают. Более высокая электропроводность этанола по сравнению с бензином может ускорять коррозию в местах контакта разнородных металлов. На практике это касается торцевых уплотнений насосов, внутренних деталей счётчиков, уплотнений клапанов, шарниров наливного стояка, рукавов, фильтрующих элементов и смотровых стёкол; у каждого поставщика запрашиваются данные о совместимости с учётом денатуранта и присадок.
Горючесть паровой фазы в цистерне
Пары бензина в газовом пространстве резервуара при обычной температуре, как правило, слишком богаты для воспламенения. С денатурированным этанолом иначе: в исследовании NREL его пары были горючими при комнатной температуре и при всех температурах примерно до −6 °C. Пары этанола тяжелее воздуха и скапливаются в низких местах. Значит, в секции цистерны во время налива может находиться воспламеняемая смесь.
С точки зрения электростатики спирты относятся к жидкостям высокой проводимости и теряют заряд быстрее низкопроводящих углеводородов, но заземление от этого не становится лишним. Контроль заземления автоцистерны, защита от перелива, налив под уровень или нижний налив без разбрызгивания, сбор паров и электрооборудование, соответствующее классификации взрывоопасных зон, остаются базовыми требованиями. Классификация зон выполняется для каждого проекта по данным продукта и площадки.
Исходные данные для проектирования налива этанола
Параметр | Почему важен при проектировании | Влияние на выбор |
Спецификация продукта и предел по воде | Попавшую в этанол воду нельзя удалить позже; она влияет на качество смеси | Определяет дыхательные устройства, осушку, точки отбора проб и записи качества |
Денатурант и присадки | Совместимость оценивается для продукта целиком, а не только для этанола | Отражается на выборе уплотнений, рукавов и внутренних деталей счётчика |
Диапазон температуры окружающего воздуха | Влияет на вероятность горючей смеси в паровом пространстве | Учитывается при решениях по сбору паров, заземлению и ступеням расхода |
Способ налива и тип цистерны | Верхний налив связан с разбрызгиванием и выбросом паров, нижний — с адаптером и возвратом паров | Определяет тип стояка, интерфейс защиты от перелива и паровую линию |
Другие продукты на том же посту | Общие линии с бензином или дизтопливом могут занести остатки или воду | Определяет выделенные линии и порядок смены продукта |
Точка смешения | Налив чистого этанола или смеси меняет архитектуру учёта и управления | Ведёт к однопродуктовому посту или блоку поточного смешения |
Учёт и записи
Плотность и тепловое расширение этанола отличаются от углеводородного топлива, поэтому для приведения налитого объёма к стандартной температуре применяются методики, специфичные для этанола. Выбор счётчика и подробности приведения рассмотрены на странице о блочных узлах учёта этанола. Совместное хранение данных о продукте, партии, секции и пробе в записи о наливе обеспечивает прослеживаемость при последующих претензиях по воде или качеству.
Участие TLY Enerji
В зависимости от объёма проекта TLY Enerji оказывает инженерную поддержку при выборе средств измерения и управления для поста налива этанола, поставляет совместимые с этанолом счётчики, клапаны и насосы, интегрирует пост с системой автоматизации терминала, выполняет монтаж на площадке, испытания и пусконаладку. Ограничения по материалам и границы поставки согласуются в начале проекта на основе технического задания и данных о продукте.
Какие данные нужны для проекта налива этанола
· Наливаемый продукт: чистый денатурированный этанол или смесь с бензином; действующая спецификация
· Тип денатуранта и присадки; имеющиеся данные о совместимости
· Тип автоцистерны, число секций и способ налива (верхний или нижний)
· Количество цистерн в сутки, расход налива и размер партий
· Диапазон температур на площадке и схема дыхания резервуаров
· Другие продукты на том же посту и наличие общих трубопроводов
Связанные страницы
· Блочные узлы учёта этанола: Приведение объёма этанола и выбор технологии счётчика на посту налива.
· Системы смешения биотоплива: Дозирование этанола в бензин в нужной пропорции во время налива.
· Устройство систем налива автоцистерн: Общая цепочка насоса, счётчика, клапана и стояка независимо от продукта.
· Заземление и защита от перелива: Контроль заземления и защита от перелива в цепи разрешающих сигналов.
Частые вопросы о наливе этанола
Можно ли отделить воду от этанола после налива?
В бензине и дизтопливе вода обычно оседает отдельным слоем и дренируется со дна резервуара. Этанол же смешивается с водой, поэтому она остаётся растворённой в продукте и простым дренажом не удаляется. Проблема чаще проявляется при смешении с бензином: при достаточном количестве воды бензиновая часть может отделиться от водно-спиртовой смеси. Поэтому главная задача — не допустить попадания воды в цепочку налива.
Подходит ли оборудование бензиновой эстакады для этанола?
Механическая схема похожа, но смачиваемые детали нужно проверять поштучно. Детали из цинка, латуни, свинца или алюминия, а также некоторые эластомеры и пластики могут разрушаться при работе с продуктами с высоким содержанием этанола. Перед переводом поста на этанол стоит получить данные о совместимости от поставщиков уплотнений насосов, внутренних деталей счётчиков, клапанов, шарниров стояка и рукавов, а линии очистить от воды и осадка.
Меньше ли риск статического электричества при наливе этанола?
Для целей электростатики спирты относятся к жидкостям высокой проводимости и рассеивают заряд быстрее низкопроводящих углеводородов. Однако пары денатурированного этанола в газовом пространстве цистерны могут находиться в горючем диапазоне уже при комнатной температуре. Поэтому контроль заземления автоцистерны, уравнивание потенциалов всех проводящих частей и налив без разбрызгивания обязательны и на этанольном посту.
Где обычно смешивают этанол с бензином?
Как правило, денатурированный этанол поступает на распределительный терминал отдельным продуктом и смешивается с бензином там, чаще всего пропорционально во время налива автоцистерн. Налив чистого этанола в цистерны обычно нужен для доставки с завода или промежуточного склада на терминал смешения. Управление соотношением смеси и его проверка — отдельная инженерная задача, рассмотренная на странице о системах смешения.