ایمنی مخازن نفت
از نظر ایمنی و پیشگیری از خطر سرایت آتش از مخزن ها به واحدهای پالایش و برعکس, در طرح هر پالایشگاه, مخزن های نفت خام و فرآورده های نیمه نهایی و نهایی, دور از محوطه کارخانه ها قرار داده می شوند.
قرارگاه مخزن ها, از گرد آمدن چندین حصار خاکی یا آجری تشکیل می گردد که در هر حصار ممکن است یک یا چند مخزن قرار گرفته باشد.
حصار های خاکی یا آجری, به صورت دایره یا چهار پهلو, با مساحت کافی و ظرفیت متعادل ساخته شده و طرح و ساختمان آن ها برابر استاندارد است.
شمار مخزن ها در یک حصار مشترک
مخزن هایی که ظرفیت آن ها بیش از 6000 متر مکعب است, در گروه های چهارتایی با ظرفیت کل 60000 متر مکعب (بیشترین حد) می توانند در یک حصار قرار گیرند, مخزن هایی که ظرفیت آن ها از 6000 کمتر است, در گروه های دوازده تایی با ظرفیت کل 35000 متر مکعب (بیشترین حدی که می توانند در یک حصار قرار گیرند).
فواصل مخزن ها در یک حصار
برای نفت خام و فرآورده های سبک, فاصله میان مخزن ها برابر نصف قطر مخزن و برای فرآورده های سنگین, یک سوم قطر مخزن منظور می شود.
فواصل مخزن ها در حصار های گوناگون
برای نفت خام و فرآورده های سبک, فاصله دو مخزن برابر با قطر یک مخزن است, برای فرآورده های سنگین فاصله دو مخزن برابر دو سوم قطر یک مخزن در نظر گرفته می شود.
ظرفیت حصار ها
اگر یک مخزن در حصار جا گرفته باشد ظرفیت حصار باید برابر صد در صد ظرفیت مخزن باشد, اگر در دو حصار جا گرفته باشد, ظرفیت حصار باید برابر 80 درصد مجموع ظرفیت مخزن ها باشد. اگر سه مخزن یا بیش تر در حصار جا گرفته باشد, ظرفیت حصار باید برابر با 60 درصد مجموع ظرفیت مخزن های موجود در حصار باشد.
بلندی حصار ها
بلندی حصار ها به ظرفیت آنها ـ که پیش از این به آن ها اشاره شد ـ بستگی دارد. دیوارها, ممکن است خاکی یا آجری باشند ولی باید به طور کامل صاف بوده و فشار مایع را در حالتی که حصار پر است, تحمل کنند.
انواع فرآورده های نفتی را از نظر انباشتن در مخزن ها
به طور کلی فرآورده های نفتی را از نظر انباشتن در مخزن ها می توان به سه دسته تقسیم کرد:
1- فرآورده هایی که فشار بخار آن ها از 5/1 پوند بر اینچ مربع مطلق کمتر است, معمولاً در مخزن های سقف ثابت انبار می شوند.
2- فرآورده هایی که فشار بخار آن ها بیشتر از 5/1 پوند بر اینچ مطلق است, در مخزن های سقف شناور نگهداری می شوند.
3- فرآورده هایی که دارای فشار بخاری زیادتر ـ تا نزدیک 100 پوند بر اینچ مربع ـ هستند, در مخزن های کروی یا استوانه ای تحت فشار, انبار می شوند.
مخزن های سقف ثابت
این نوع مخزن, استوانه ای قائم یا سقف ثابت مخروطی شکل بوده, بر پایه مناسب ترین اندازه قطر و بلندی برای تامین ظرفیت مورد نیاز, استاندارد شده است و برای انباشتن فرآورده های گوناگون نفتی مورد استفاده قرار می گیرد.
فضای موجود جهت نصب مخزن, تحمل فشار خاک زیر مخزن, فراریت فرآورده ای که باید در مخزن انبار گردد, از عوامل مهمی است که باید در نظر گرفته شوند.
مخزن هایی که برای انباشتن مایعات فرار ساخته می شوند, باید بدون منفذ (gas right) بوده و تغییرات فشار میان 6- تا 20 سانتی متر ستون آب را تحمل نمایند. تغییرات فشار به وسیله شیر اطمینان ویژه ای خنثی می گردد. دیگر تجهیزات این نوع مخزن ها, عبارتند از: حوضچه, شیر آب, لوله های مارپیچ بخار, پروانه همزن برای آمیختن فرآورده ها, عمق سنج های خودکار, دما سنج و ...
مخزن های سقف شناور
در این مخزن ها, سقف روی مایع شناور بوده و با مایع به بالا و پایین حرکت می کند. معمولاً دو نوع از این مخزن ها بیش از انواع دیگر به کار گرفته می شوند:
1- سقف های ماهی تابه شکل (pan type): این سطح ها, مسطح بوده, از فولاد ساخته می شوند و دارای پایه های عمودی هستند که به محیط سقف متصل می باشند. نقطه ضعف این سقف ها, این است که به محض سوراخ شدن, غرق می شوند.
2- سقف های خزینه دار (postoon type): که در آن خزینه های جعبه مانند و توخالی, پیرامون سقف نصب شده, آن را شناور کرده است.
برتری این نوع سقف ها, در این است که با سوراخ شدن یک یا چند خزینه, سقف غرق نخواهد شد.
مخزن های فشاری کروی و استوانه ای
مخزن های فشار کروی یا استوانه ای برای مقاومت در برابر فشارهای بالا طراحی شده و ممکن است تا 100 پوند بر اینچ مربع یا بیشتر فشار را تحمل کنند.
این نوع مخزن ها, برای نگهداری بوتان, پروپان, گاز مایع و بنزین های سبک به کار برده می شوند.
برای آشنایی با نحوه ذخیره مواد به نمونه های زیر توجه کنید:
نفت, محصولات نفتی و سوخت در مخازن استوانه ای با سقف گنبدی (ثابت و متحرک), بوتان و پروپان در مخازن یک یا دو جداره گنبدی با سقف کروی, گوگرد در انبار جامد سر باز, اوره و نیترات آمونیوم در انبار جامد سرباسته, اسید سولفوریک, اسید کلریدریک, اسید فسفریک و اسید نیتریک در مخازن فولادی ضد زنگ با لایه پلاستیکی داخلی (در تماس با اسید), کاستیک و یورتان در مخازن فولادی, کلر در کپسول های فولادی و آمونیاک در مخازن به رنگ روشن ذخیره می شوند.
تهیه فرآورده های نهایی
عملیات تهیه فرآورده های نهایی در مخزن ها شامل دریافت, هم آمیزی, نقل و انتقال, پخش و بارگیری فرآورده ها بوده و این همه نیازمند اندازه گیری دقیق حجمی است هر چند که در برخی از پالایشگاه ها, اندازه گیری به طور دستی و به وسیله نیروی انسانی صورت می گیرد ولی, در پالایشگاه های جدید برای سرعت در کار و جلوگیری از هدر رفتن وقت, مخزن ها را به عمق سنجی های خودکار مجهز می کنند و ارقام اندازه گیری مخزن ها با سیستم های الکترونیکی به اطاق کنترل منتقل می گردد.
انتقال فرآورده ها به شبکه های پخش
چنان چه پیش از این گفته شد همه عملیات در مخزن ها, با اندازه گیری دقیق حجمی همراه است. کنترل کمی فرآورده ها هنگام انتقال به شبکه پخش به وسیله اندازه گیری های دورانی, توربینی یا به وسیله عمق سنج مخزن ها صورت می گیرد. امروزه از اندازه گیری های دورانی, توربینی یا به وسیله عمق سنج مخزن ها صورت می گیرد. امروزه از اندازه گیری های دورانی و توربینی که مقدار کنترل شده را گذشته از نشان دادن, ثبت نیز می کند, استفاده می شود.
راه دیگر اندازه گیری مواد نفتی, عمق سنجی مخزن ها است, به این شکل که به وسیله نوار عمیق یاب یا میله های فلزی مدرج, موجودی مخزن را پیش و پس از دریافت یا انتقال مواد نفتی اندازه گیری کرده, با استفاده از جدول هایی که ظرفیت مخزن ها را بنا به بلندی درجه بندی کرده است (Tank Calibration Sheet), مقدار دریافت یا انتقال محاسبه می گردد. برای دقت در اندازه گیری حجم, مخزن ها را در هر 5 تا 10 سال یکبار به وسیله تسمه های ویژه ای که پیرامون مخزن ها می کشند و محیط آن ها را در بلندی های گوناگون اندازه گیری می کنند, درجه بندی کرده, جدول صحیحی در دسترس کارکنان قرار می دهند. این کار مدرج مخزن ها, را تسمه کشی (Strapping) می خوانند.
اندازه گیری فرآورده های سنگین مانند روغن خام, قیر, گوگرد و ... وزنی است و با توزین به وسیله باسکول صورت می گیرد. وسیله نقلیه پیش و پس از بارگیری, توزین شده و اختلاف دو توزین, و.زن بار را نشان می دهد. همچنین پخش برخی از فرآورده های سبک چون گاز مایع, وزنی است و به همین شکل محاسبه می شود.
از دیدگاه ایمنی, مخزن ها برای دارای تجهیزات زیر باشند:
سقف شناور برای کاهش تبخیر مواد سبک نفتی و جلوگیری از آتش سوزی:
همان طور که بیان شد, مخزن های فرآورده های سبک و فرآورده های سبک و فرار با سقف شناور ساخته می شوند. معمولاً مخزن هایی که فشار بخار مواد نفتی محتوی آن ها میان 5/1 تا 11 پوند بر اینچ مربع مطلق باشد, به سقف شناور مجهزند. این نوع سقف ها از ورود به مخزن و هم آمیزی با بخار های نفتی ممانعت می کنند و از این راه از انفجار و آتش سوزی که گاه ممکن است از جرقه ساکن ایجاد گردد, جلوگیری نمایند. همان طور که می دانیم معمولاً بنزین با درجه حرارت معمولی, بخارات سطحی تولید می نمایند. همان طور که می دانیم معمولاً بنزین با درجه حرارت معمولی, بخارات سطحی تولید می نماید و نقطه اشتغال آن نیز در حدود 40 تا 45 فارنهایت است.
فشار بخار سطحی تولید می نماید و نقطه اشتعال آن نیز در حدود 40 تا 45 درجه فارنهایت است. فشار هوا غلبه کرده و در نتیجه با ایجاد انبساط از طرف باز یا هر منفذی که بالای سطح بنزین باشد, رسوخ پیدا کرده و از آن جا که بخار تولید شده, سنگین تر از هوا است, به طرف پایین جریان می یابد و حتی در اثر جریان هوا, به هر سو نفوذ پیدا کرده و با برخورد جریان انتقالی گرما به طرف بالا نیز منتقل می گردد و این گونه حرکت آزاد بخار بنزین در هر مکان, در اثر وجود یک شعله یا جرقه اصطکاکی, فاجعه ای را به بار می آورد. همچنین اگر مخلوط بخار بنزین با هوا خیلی رقیق شده باشد, به طوری که از نظر حجمی کم تر از 4/1 درصد و بیش تر از 6 درصد نباشد, حالت انفجار به وجود می آید و همیشه امکان این که مخلوط بخار بنزین و هوا به این حد برسد, وجود دارد.
به منظور احتیاط و رعایت اصول ایمنی, مرتب باید تصور شود که این انفجار ممکن است در هر زمان اتفاق افتد.
برای جلوگیری از فرار بخار از سطح بنزین, بهتر است بنزین را همیشه در مخازن سقف شناور نگه داشت. طبیعی است مخازنی که پر از بنزین باشند, قادر به تولید بخار قابل اشتعال نخواهند بود ولی, مخازنی که نیمه پر باشند, ایجاد بخار بنزین کرده و قابل توجه این که در مخازنی که قبلاً محتوی بنزین بوده و به طور کامل خالی شده باشند, خطر ایجاد بخار بنزین آن ها بیش تر از سایر موارد است و به ویژه زمانی که هوا به آن برسد, خطر بزرگی را به همراه خواهد داشت.
گازوئیل نیز یکی دیگر از مشتقات نفت است که بر خلاف بنزین در درجه حرارت معمولی قابل انفجار نبوده ولی هنگامی که گرم شود, با حرارت 60 تا 65 درجه سانتیگراد, بخارهایی تولید می کند که با هوا مخلوط شده و انفجار آمیز است. بخارات گازوئیل نیز مانند بنزین به علت سنگین تر بودن از هوا, همیشه در قسمت های پایین مانند خم ها و ته مخازن, انباشته شده و در منفذهایی که دسترسی به آن ها مشکل یا ناممکن است, باقی می مانند و با یک شعله یا جرقه مانند بخارات بنزین منفجر می شوند.
پیش گیری از این گونه حوادث فقط با رعایت اصول ایمنی در هنگام پر کردن و خالی نمودن مخازن, امکان پذیر است. به خاطر همین دلایل است که قبل از انجام عملیات تعمیر یا جوشکاری روی مخازن خالی بنزین یا گازوئیل و فرآورده های دیگری که بخارات قابل اشتعال تولید می کنند, آن ها را پر از آب می کنند.
رنگ مخزن ها
مخزن های محصولات سبک و میان تقطیر به رنگ سفید, رنگ آمیزی می شوند تا کمترین گرما را از محیط و انرژی تابشی آفتاب جذب کرده, دمای محتوای مخزن ها در کمترین حد ممکن نگه داشته شود, تا مقدار تبخیر و هدر رفتن مواد سبک نفتی هر چه کمتر شده, شرایط خطرناکی در بالای مخزن پدید نیاید.