مخازن ذخیرهسازی و اهمیت آن در استخراج نفت‌وگاز
مخازن ذخیرهسازی به‌دلیل ذخیره نمودن سیالات و گاز‌ها پس از تصفیه، یکی از پراهمیت‌ترین مراحل در استخراج و پالایش فرآورده‌های پالایشگاهی است. این فرآورده‌ها که مواد اولیه بسیاری از پالایشگاه‌ها را تامین می‌کنند؛ هیچ‌گاه سریعا بعد از تولید استفاده نمی‌شوند. ذخیره ایمن این فرآورده‌ها یکی از مهم‌ترین نکاتی است که باید در نظر گرفت و بهترین سیستم مراقبتی را برایش لحاظ کرد.
معیار انتخاب تعداد مخازن ذخیرهسازی
واحدهای نگه‌داری سوخت برای ذخیرهسازی محصولات پالایشگاهی به تعدادی مخازن ذخیرهسازی نیازمند هستند. تعداد این مخازن به مواردی مثل تعداد واحدهای پالایش و مقدار ظرفیت آن‌ها، فاصله پالایشگاه با منابع تامین کننده فرآورده‌ها، نحوه انتقال و همین‌طور میزان تنوع سوخت‌های تولیدی وابسته است.
کاربرد مخازن ذخیرهسازی و منابع موجود در آن‌ها
در صنعت پتروشیمی، فرآورده‌های ارزشمند مثل گاز و بنزین طی مراحلی از بقیه مواد خام شیمیایی جدا می‌شوند. چند روش برای جدا نمودن مواد خام از بقیه تولیدات وجود دارد که با توجه به فرآورده و شرایط آن؛ از تانکر یا خط لوله نفت و گاز استفاده می‌کنند. همین‌طور فرآورده‌ها با روش‌های متفاوتی به بازار داخلی عرضه یا به بازار خارجی صادر می‌شوند. به دلیل مسائل زیادی هم‌چون اندازه حجم محصول، یک‌دست کردن کیفیت فرآورده، انتقال و بارگیری با قطار یا کشتی در کم‌ترین زمان ممکن؛ محصولات بعد از تولید در مخازن ذخیرهسازی نگه‌داری می‌شوند. واژه تانک در رابطه با این مخازن در حجم وسیع و به‌کاربردهای مختلف از جمله اندازه‌گیری، جابه‌جایی و انتقال فرآورده‌ها به‌کار می‌رود.
اصلی‌ترین وظایف مخازن ذخیرهسازی
چند وظیفه اصلی مخازن ذخیرهسازی را می‌توان ذخیره فرآورده‌ها، یک‌دست کردن کیفیت کالا، ذخیره مواد برای بارگیری و توزیع، ذخیره مواد اولیه لازم برای واحدها و ذخیره مواد واسطه‌ای تولید شده در فرآیند پخش نام برد.
تنوع مخازن ذخیرهسازی
اگر بخواهیم تنوع مخازن ذخیرهسازی را شرح دهیم باید به مواردی از جمله مخازن کروی، مخازن سقف شناور، مخازن سرد و مخازن استوانه‌ای اشاره کنیم. فرآورده‌های شیمیایی و فیزیکی هرکدام ویژگی‌های مخصوص به خود را دارند و معیارهایی هم‌چون مقدار آتش‌پذیری کالای مورد نظر، فشار بخار محصول و همین‌طور میزان سمی بودن محصول در نوع مخازن ذخیرهسازی دخیل است.
تقسیم‌بندی مخازن در پالایشگاه‌ها
باتوجه به دلایلی که در بالا ذکر شد؛ مخازن ذخیرهسازی دسته‌بندی یک‌دست و جامعی را برای تقسیم‌بندی خود نمی‌پذیرند، اما با این وجود می‌توان این مخازن را به دو مدل سر پوشیده و سر باز دسته‌بندی کرد.
-
مخازن سر باز
مخازن ذخیرهسازی سر باز؛ جزء ساده‌ترین نمونه‌های مخازن نگه‌داری به‌شمار می‌روند که به شکل دیواره‌ای بدون سر شکل می‌گیرند. این نمونه از مخازن به دلیل نبودن سقف و امکان تماس فرآورده با فضای بیرونی؛ باید معیارهای‌های زیر را داشته باشند.
- خصوصیات فراریت از آن‌ها به‌دور باشد به این دلیل که میزان بالا بودن فراریت باعث تبخیر شده و تلف شدن ماده را به‌همراه دارد.
- اشتعال‌زا نباشد زیرا امکان آتش‌سوزی فرآورده در این شرایط افزایش می‌یابد.
فرآورده‌های گرانی نباشند زیرا ممکن است آلوده شوند؛ مگر این‌که مقدار خالص بودن محصول حائز اهمیت نباشد.
این مدل از مخازن ذخیرهسازی اغلب دارای اندازه‌های وسیعی هستند. مخازن سر باز بیش‌تر با عمق 7 متر و در قطر حدود 70 متر طراحی و ساخته شده و معمولا جنس آن‌ها از بتون، استیل و موارد مشابه است.
محصولاتی که در این مخازن قرار می‌گیرند؛ کودهای شیمیایی به شکل دوغاب، آب‌نمک و آب را شامل می‌شوند.
یکی از مخازن ذخیرهسازی سر باز
-
مخازن با سقف دائمی
این مدل از مخازن ذخیرهسازی در مواردی به‌کار می‌رود که فرآورده آتش‌پذیر یا سمی بوده و خالص بودن آن حائز اهمیت باشد. هم‌چنین در مواردی که فراریت یا فشار بخار سیال بسیار پایین باشد نیز این مدل مخزن مورد استفاده قرار می‌گیرد. بررسی یک نکته و آگاهی از آن کمک بسیاری به ما در درک سیالات قابل حمل مختص این مخزن می‌کند:
اگر فشار بخار فرآورده در سطح بالایی باشد، سیال تمایل بالایی در ایجاد یک حادثه به نام اتلاف تنفس خواهد داشت که موجبات نابودی مقداری از مواد موجود را فراهم می‌کند. هم‌چنین اگر مواد آتش‌پذیر یا سمی باشند؛ مسائل امنیتی از جمله موارد مربوط به محیط زیست را به همراه خواهند داشت. این مدل مخازن ذخیرهسازی حاوی دیواره‌ای استوانه‌ای شکل بوده که بالای آن هم مسقف است. معمولا سقف را به‌شکل گنبدی مخروطی و کف را به شکل صاف طراحی می‌کنند.
در طراحی ارتفاع و قطر این مخازن چند مورد لحاظ می‌شود و نکات مورد نیازی را در بر می‌گیرد. از نمونه این نکات می‌توان به مواردی هم‌چون سرعت بالای ته‌نشین شدن فرآورده‌ها، کم بودن فضای لازم به جهت نصب مخزن و همین‌طور مقدار فشار بخار محصول اشاره کرد. این ویژگی‌ها سبب می‌شوند تا طراحی مخزن به‌شکل کم ارتفاع و با قطری بالا صورت گیرد. فرآورده‌هایی که در مخازن ذخیرهسازی مسقف مورد نگه‌داری قرار می‌گیرند شامل مواردی چون دی اتیل پیروکربنات، کاستیک، آکریل آمید، فلوئور و فسفات، نفت کوره، نفت خام، ترکیباتی با وزن سنگین و همین‌طور آب است.
تعدادی از مخازن ذخیرهسازی با سقف دائمی
-
مخازن با سر شناور
این مخازن ذخیرهسازی حاوی دیواره‌ای به شکل استوانه و سقف شناور است و این نمونه را به دو صورت طراحی می‌کنند.
- نمونه سقف شناور که جدا از دارا بودن یک سقف شناور، سقف ثابت را هم دارا بوده و اصطلاح مرسوم آن از نمونه خارجی را EFRT به‌کار می‌برند.
- مدل سقف شناور که سر ثابت ندارد و همین‌طور مدل سقف تمام شناور را شامل می‌شود که با فضای محیط در تماس است. این نمونه از مخزن ذخیرهسازی؛ IFRT نیز نامیده می‌شود.
مهم‌ترین تفاوت بین این دو نمونه از مخازن ذخیرهسازی تنها وجود یک سر دائمی تلقی می‌شود و به همین‌جهت هرکدام از این مخازن خصوصیات مختص خود را دارا هستند. اما هرکدام از این مدل‌ها در معیار مشابهی از جمله بالا بودن میزان فشار بخار در حدود psig 5/0 به‌کار گرفته می‌شوند و همین‌طور اگر فرآورده‌ها دارای خاصیت آتش‌پذیری و سمی بودن باشند؛ در نمونه مخصوص به خود استفاده خواهند شد. مدل EFRT مختص آتش‌پذیری و سم پایین، و مدل IFRT مختص محصولات با آتش‌پذیری و میزان سم بالاست.
ماکت مخزن ذخیرهسازی با سقف شناور
مزایای سقف یا سر شناور مخازن ذخیرهسازی
- پیش‌گیری کامل از نشت مواد آتش‌گیر و سمی
- مراقبت سر شناور و ساختار آب‌بندی از مواردی هم‌چون برف، باران و باد
این مدل امکان اعمال نمودن فشار مثبت بر روی سر شناور به وسیله گاز ازت به جهت پیش‌گیری از کج شدن یا نوسان را در خود دارد. سر شناور روی سطح سیال قرار گرفته و اگر مقدار حجم سیال در مخازن ذخیرهسازی به هر دلیلی از جمله تغییر شرایط عملیاتی و پر و خالی کردن مخازن به منظور بارگیری یا شرایطی از این قبیل باشد؛ سر شناور به همراه آن بالا و پایین می‌رود. وجود سر شناور بر روی سطح سیال سبب می‌شود تا فشار ایجاد شده بر سیال بیش‌تر شود و این زیاد شدن مقدار فشار اعمال شده فشار تبخیر را کاهش می‌دهد. زیرا افزایش فشار فضا نسبت به میزان فراریت روی مایع، عدم امکان بخارشدن سیال را به‌همراه دارد.
سخن پایانی
در این مقاله به‌طور جامع به مسائل مربوط به مخازن ذخیرهسازی پرداختیم و شما را از کلیات ترکیب ابزار مهمی که در مراحل استخراج هر پالایشگاه به‌کار می‌رود آشنا کردیم. در کنار آن به سه مدل از رایج‌ترین مخازن پرداختیم و کلیات آن را بررسی نمودیم. با این وجود هنوز هم تعدادی از جالب‌ترین مخازن ذخیرهسازی برای معرفی باقی مانده‌اند که بررسی آن‌ها اطلاعات غیرعمومی شما را در رابطه با این ابزارآلات صنعتی تکمیل خواهد کرد. به همین جهت برای شما که عادت دارید به‌صورت تخصصی و دقیق هر مسئله و موضوع را چک کنید؛ مقاله‌ای به نام انواع مخازن ذخیرهسازی پالایشگاه‌ها تالیف شده تا به صورت کامل‌تر به این موضوع پرداخته شود.
بدون دیدگاه