Перейти к содержанию
TLY Энергия

Системы налива этанола в автоцистерны

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.