Безопасная и учитываемая приёмка широкой фракции лёгких углеводородов (ШФЛУ, NGL) из автоцистерны на установку обеспечивается тремя задачами, решаемыми одновременно: управлением разностью давлений между цистерной и приёмным резервуаром, непрерывным измерением принятого количества в жидкой фазе и подтверждением соответствия продукта требованиям приёмки. Типичный получатель — газофракционирующая установка, разделяющая нефракционированную смесь, либо буферный резервуар перед ней. Поэтому слив влияет не только на поступление продукта в хранилище, но и на качество сырья технологической установки.
Общие вопросы — проблемы на всасывании и сведение принятого количества с уровнем в резервуаре — рассмотрены на странице систем слива автоцистерн, а базовое сравнение насосного и компрессорного способов — на странице слива СУГ. Здесь речь идёт о приёмке, давлении и отборе проб, специфичных для ШФЛУ.
Приёмка на входе установки: что проверяется до начала слива
Каждая цистерна с ШФЛУ может везти продукт из другого источника или за другие сутки работы. При приёмке проверяются товаросопроводительные документы, идентификатор цистерны и заявленный состав или давление паров. Задача — выявить до начала слива партии, которые могут выйти за требования к сырью фракционирующей установки, например с повышенным содержанием этана или тяжёлых компонентов. Будет ли установка опираться на состав из документов или на анализ собственной пробы, следует закрепить в коммерческом соглашении.
Эти шаги можно встроить в систему автоматизации: насос или компрессор слива не запускается, пока не подтверждены идентификатор цистерны и данные партии и не получены разрешения по заземлению и подключению стояка. По сравнению с СУГ такая логика блокировок дополняет обычные защитные разрешения критерием приёмки продукта.
Управление давлением: цистерна, приёмный резервуар и способ слива
Движущей силой слива служит соотношение давлений в цистерне и приёмном резервуаре. У ШФЛУ состав с обеих сторон может различаться, а значит, различаются и давления: при сливе лёгкой партии в резервуар с более тяжёлым продуктом давление в цистерне может оставаться выше, в обратном случае выше окажется давление в резервуаре. Способ перекачки выбирается так, чтобы работать во всех этих ситуациях.
· Слив насосом: Насос перекачивает жидкость, уравнительная паровая линия соединяет обе стороны. Поскольку продукт на всасывании близок к точке начала кипения, нужна всасывающая линия с малыми потерями и запас NPSH, проверенный для лёгких смесей.
· Слив компрессором: Пары из приёмного резервуара сжимаются и подаются в цистерну, вытесняя жидкость. У ШФЛУ эти пары богаты этаном и пропаном, поэтому расчётное давление и уставки защит компрессора оцениваются для лёгких паров, а также учитывается возможная конденсация на нагнетании.
· Слив за счёт разности давлений: При заметно более высоком давлении в цистерне возможна частичная перекачка, но по мере выравнивания давлений расход падает и сохранять жидкую фазу в расходомере становится сложнее. Обычно это рассматривается как вспомогательный режим, а не основной способ.
Учёт в конце слива: как избежать двухфазного потока
Когда цистерна почти опорожнена, уровень жидкости падает, у выходного патрубка возникают воронка и унос паров. В сжиженном газе под давлением пар нельзя удалить простым газоотделителем, как воздух из светлых нефтепродуктов. В документах законодательной метрологии для систем учёта сжиженных газов под давлением в качестве устройства газоотделения определена конденсационная ёмкость; отделение паров до расходомера и поддержание противодавления на нём рассматриваются вместе.
На практике конец слива обычно проводится на пониженном расходе, с обнаружением паров по диагностике расходомера или измерению плотности и автоматическим остановом. Резкое падение плотности, измеряемой кориолисовым расходомером, может служить признаком двухфазного потока. Там, где учёт коммерческий, заранее должно быть определено, как учитываются пары и возможный остаток жидкости в цистерне.
Отбор проб для подтверждения состава
Проба ШФЛУ, из которой сброшено давление, теряет лёгкие компоненты и меняет состав. Поэтому пробу отбирают в ёмкости, сохраняющие жидкую фазу под давлением, например в поршневые пробоотборники. Составная проба, отбираемая пропорционально расходу в течение всего слива, точнее представляет партию, чем разовая точечная, особенно если в цистерне есть расслоение или остаток от предыдущего груза. Использование пробы в коммерческом расчёте описано на странице коммерческого учёта ШФЛУ.
Подача сырья на фракционирование
Если слитый продукт поступает прямо на газофракционирующую установку, меняющийся от цистерны к цистерне состав может влиять на нагрузку колонн и качество продуктов. Буферный резервуар позволяет смешивать партии и выравнивать сырьё. Передача массы, плотности и результатов анализа с узла слива в распределённую систему управления (РСУ) установки помогает технологам заранее видеть изменения сырья.
Критерии выбора
Параметр | Почему важен при проектировании | Влияние на выбор |
Диапазон состава и давления паров поступающих партий | От него зависит соотношение давлений цистерны и приёмного резервуара | Выбор между насосом, компрессором или обоими способами |
Класс и рабочее давление приёмного резервуара | Лёгкая партия может поднять давление в резервуаре | Влияет на уравнительную линию и уставки сброса |
Требования приёмки | Определяют, что может принять фракционирующая установка | Определяют систему отбора проб, потребность в поточном анализе и логику блокировок |
Режим окончания слива | Двухфазный поток вызывает погрешность учёта и повреждение насоса | Выбор конденсационной ёмкости, ступени пониженного расхода и останова по плотности |
Назначение измерений | Учёт для расчётов с поставщиком и технологический контроль требуют разного оснащения | Определяет подключения для поверки и требования к архивам |
Интерфейс с системой управления установки | Изменения сырья должны быть видны технологам | Влияет на связь, объём данных и конструкцию шкафа |
Вклад TLY Enerji
В проектах слива ШФЛУ TLY Enerji может оказать инженерную поддержку в оценке требований приёмки и учёта, поставке кориолисовых расходомеров, средств измерения плотности, давления и температуры, арматуры и насосов, монтаже аналитического оборудования, а также в конфигурировании и пусконаладке ПЛК и РСУ. Сама фракционирующая установка и резервуарный парк в этот объём не входят; границы поставки определяются техническим заданием.
Исходные данные для узла слива
· Типичные и крайние составы поступающей ШФЛУ и какие данные приходят с документами
· Расчётное и рабочее давление приёмного или буферного резервуара
· Предпочтительный способ перекачки или имеющиеся насосы и компрессоры
· Число цистерн в сутки и целевое время слива
· Требования к сырью фракционирующей установки и критерии приёмки
· Организация отбора проб и анализа: лаборатория, поточный анализ или оба варианта
· Является ли принятое количество основанием для расчётов с поставщиком
· Интерфейс РСУ/SCADA установки и классификация взрывоопасных зон
Связанные страницы
· Блоки налива и слива ШФЛУ: Комплектный блок для оборудования слива и его интерфейсы.
· Системы коммерческого учёта ШФЛУ: От принятой массы и анализа состава к коммерческому количеству.
· Системы слива СУГ из автоцистерн: Базовое сравнение насосного и компрессорного слива пропана и бутана.
· Системы слива автоцистерн: Общее описание проблем всасывания и сведения количеств.
Вопросы о сливе ШФЛУ из автоцистерн
Чем сливать ШФЛУ — насосом или компрессором?
Однозначного ответа нет. Насос перекачивает жидкость напрямую и даёт стабильные условия для учёта, но запас NPSH на всасывании невелик. Компрессор позволяет полнее опорожнить цистерну, однако у ШФЛУ сжимаемые пары богаты лёгкими компонентами, поэтому условия по давлению и конденсации оцениваются отдельно. На установках с широким диапазоном составов нередко рассматривают оснащение обоими способами.
Почему пробу нельзя отобрать в обычную бутылку?
ШФЛУ остаётся жидкой только под давлением. В открытой ёмкости лёгкие компоненты — этан и пропан — сразу испаряются, и оставшаяся жидкость уже не представляет продукт. Поэтому пробу отбирают в ёмкости, удерживающие жидкость под давлением, например в поршневые пробоотборники, и в таком виде доставляют в лабораторию. На представительность пробы влияют также устройство точки отбора и подготовка ёмкости.
Как пары в конце слива влияют на показания расходомера?
Когда цистерна почти пуста, к жидкости могут примешиваться пары. Двухфазный поток через расходомер вызывает погрешность измерений и может приводить к диагностическим сигналам. Чтобы этого избежать, до расходомера устанавливается элемент отделения паров, после него поддерживается противодавление, а конец слива проводится на пониженном расходе или с автоматическим остановом по плотности.
Почему переменный состав важен для фракционирующей установки?
Ректификационные колонны работают на определённый состав сырья. Если доля этана или тяжёлых компонентов заметно меняется от цистерны к цистерне, нагрузки колонн и качество продуктов могут колебаться. Смешение партий в буферном резервуаре и передача данных узла слива в систему управления позволяют технологам заранее подготовиться к таким изменениям.