Ориентировочные подсчёты показывают, что потери нефти при перекачке составляют около 9% от добычи. При этом в результате испарения из нефти уходит главным образом наиболее легкие компоненты, являющиеся основным и ценнейшим сырьём для нефтехимических производств.

Потери лёгких фракций приводят к ухудшению товарных качеств, понижению октанового числа, повышению температуры кипения, а иногда и к переводу нефтепродукта в более низкие сорта.

Основные источники потерь – испарения в резервуарах:

1. Потери при опорожнении и заполнении резервуара, т.е. потери от «больших дыханий». 

При выкачке нефтепродуктов из ёмкости в освобождающийся объём газового пространства (ГП) всасывается атмосферный воздух. При этом концентрация паров в ГП уменьшается и начинается испарение нефтепродукта. В момент окончания выкачки парциальное давление паров в ГП обычно бывает значительно меньше давления насыщенных паров при данной температуре. При последующем заполнении резервуара находящаяся в ГП паро-воздушная смесь вытесняется из ёмкости. По удельному весу потери от «больших дыханий» составляют более 2/3 суммарных потерь испарения.

2. Потери от «малых дыханий»:

а.) От суточного колебания температуры, а следовательно, от парциального давления паров, вследствие чего изменяется и абсолютное давление в ГП резервуара. При достижении давления, превышающего необходимую величину для подъёма клапана, приподнимается тарелка клапана и часть паро-воздушной смеси выходит в атмосферу (получается как бы «выдох»). В ночное время суток ГП и поверхность нефтепродукта охлаждается, газ сжимается и происходит частичная конденсация паров нефтепродукта, давление в ГП падает, и как только вакуум в резервуаре достигает величины, равной расчётной, откроется вакуумный клапан и из атмосферы в резервуар начнёт поступать чистый воздух (получается как бы «вдох»).

б.) От расширения паро-воздушной смеси при понижении атмосферного давления, вследствие чего часть газа выйдет из резервуара (при условии, что разность давлений в резервуаре и атмосферного больше расчётного давления клапана).

График 1 наглядно представляет результаты нашей исследовательской работы «Массообмен в резервуарах для хранения нефти и нефтепродуктов», где представлено «малое дыхание», расширение паро-воздушной смеси без влияния внешних факторов.

Основные методы сокращения потерь нефтепродуктов в резервуарах можно разделить на пять групп:

1. сокращение объёма ГП резервуара 

2. хранение под избыточным давлением

3. уменьшение амплитуды колебания температуры ГП резервуара

4. улавливание паров нефтепродуктов, уходящих из ёмкости

5. организационно-технические мероприятия

Все эти группы имеют свои недостатки и не позволяют полностью исключить выбросы углеводородов в атмосферу.

Мы предлагаем абсолютно новый, революционный способ хранения нефти и нефтепродуктов, который одновременно включает в себя все группы, за исключением уменьшения амплитуды колебания температуры ГП резервуара.

Схема метода представлена на рисунках 1 и 2, где:

1. механический дыхательный клапан; 2. огневой предохранитель; 3. вентиляционный патрубок; 4. верхний световой люк; 5. замерный люк; 6. прибор для измерения уровня; 7. шарнирная подъёмная труба; 8. нижний люк-лаз; 9. сифонный кран; 10. грузовой патрубок; 11. противопожарное оборудование; 12. платформа с клапанами (душ); 13. подвижный резервуар (выполнен из гофрированного высокопрочного полимера); 14 резервуар для хранения нефти и нефтепродуктов; 15. клапан для подвижного резервуара 13; 16. оборудование для подогрева нефти; 17. электронная задвижка (кран); 18. жидкостный резервуар; 19. верхний световой люк для жидкостный резервуара; 20. атмосферная трубка; 21. Водяной раствор NaCl (антифриз) 22. оборудование для подогрева жидкости; 23. газовый резервуар; 24. водяной насос; 25. аварийная задвижка; 26. электронная задвижка (кран).

В пустом резервуаре 14 размешён подвижный резервуар 13, который выполнен из гофрированного высокопрочного полимера и занимает большую часть резервуара 14. В газовый резервуар 23 из жидкостного резервуара 18 закачан антифриз.

Режимы работы:

1. При закачке нефть попадая в резервуар 14, создаёт в нем избыточное давление, вследствие чего подвижный резервуар 13 сжимается, и, через клапан 15, в атмосферу начинает выходить воздух. В результате падения давления и турбулизации потока, нефть начинает дегазироваться. Продукты дегазации начинают вытеснять антифриз из газового резервуара 23 в жидкостный резервуар 18.

2. При выкачке нефти клапан 15 открывается и подвижный резервуар 13 занимает объём резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов 14.

3. Во время хранения, в результате «малых дыханий» будет изменяться абсолютное давление ГП. Разность атмосферного и внутреннего давления будет уравновешивать баланс «газ/антифриз» в газовом резервуаре 23, который регулируется посредством насоса 24.

Если давление продуктов дегазации в системе превысят заранее заданное значение, то, под управлением ЭВМ, кран 17 перекрывается, с помощью насоса 24, в газовый резервуар 23 подаётся избыточное давление, и продукт дегазации будет посредством платформы с клапанами 12 подаваться в резервуар 14. 

Основные выводы.

1. Была разработана принципиально новая система хранения нефти и нефтепродуктов, которая позволяет, при правильной эксплуатации полностью избежать выбросов углеводородов в атмосферу, что приводит к колоссальному экономическому и экологическому эффекту.

а. Исключены «большие дыхания» благодаря работе подвижного резервуара 13, который «дышит» не продуктами дегазации, а атмосферным воздухом.

б. Исключены «малые дыхания» благодаря работе уравновешивающей системы «газ/антифриз».

2. За счёт платформы с клапанами, улучшается качество товарной нефти и нефтепродуктов посредством пропускания распылённых продуктов дегазации через нефть.