انواع مخازن ذخیره نفت: طرح ها، کاربردها و معیارهای انتخاب

یک مخزن ذخیره نفت یک ظرف نگهداری صنعتی سنگین است که برای نگهداری ایمن نفت خام، محصولات نفتی تصفیه شده، دیزل، روان‌کننده‌ها و هیدروکربن‌های واسطه در طول استخراج، پردازش، پالایش و توزیع طراحی شده است. از آنجایی که محصولات نفتی دارای نقاط اشتعال، فشارهای بخار و خواص شیمیایی متفاوتی هستند، طرح‌های مختلف مخزن برای به حداقل رساندن اتلاف تبخیر، کنترل انتشار و اطمینان از ایمنی مطلق عملیاتی مورد نیاز است.

مخازن ذخیره نفت عمدتاً بر اساس پیکربندی ساختاری و نحوه مدیریت فشارهای بخار طبقه‌بندی می‌شوند:

مخزن سقف ثابت دارای سقفی است که به طور دائم متصل است - معمولاً مخروطی، گنبدی یا چتری شکل - که مستقیماً به پوسته استوانه‌ای فولادی جوش داده شده است.

• بهترین کاربرد برای: ذخیره سازی روغن‌های سوخت سنگین، روان‌کننده‌ها، قیر و محصولات نفتی غیر فرار با نقاط اشتعال بالا که تجمع بخار در آنها حداقل است.

• مکانیزم عملیاتی: آنها در فشار اتمسفر یا نزدیک به آن کار می‌کنند و از دریچه‌های تخلیه فشار-خلاء برای جبران تغییرات حجمی جزئی ناشی از نوسانات دما یا حرکت مایع استفاده می‌کنند.

مخازن سقف شناور خارجی دارای یک پوسته استوانه‌ای روباز با یک عرشه هستند که مستقیماً روی سطح مایع ذخیره شده شناور است و با سطح سیال بالا و پایین می‌رود.

• بهترین کاربرد برای: ذخیره سازی حجیم نفت خام فرار، بنزین و نفتا که در آن به حداقل رساندن فضای بخار حیاتی است.

• مکانیزم عملیاتی: با حذف حفره بخار بین سطح مایع و سقف، این مخازن انتشار هیدروکربن‌ها (ترکیبات آلی فرار) را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند و خطرات انفجار را کاهش می‌دهند. یک سیستم آب‌بند لبه تخصصی شکاف بین عرشه شناور و دیواره مخزن را می‌بندد.

با ترکیب ویژگی‌های هر دو طرح، مخزن سقف شناور داخلی دارای یک سقف خارجی ثابت دائمی با یک عرشه شناور مستقل است که درداخل ظرف نصب شده است.

• بهترین کاربرد برای: ذخیره سازی سوخت‌های با نقطه اشتعال متوسط تا پایین، سوخت توربین هواپیما (ATF) و بنزین‌های تخصصی در مناطقی که تحت بارندگی شدید، برف یا قوانین سختگیرانه انتشار محیطی قرار دارند.

• مکانیزم عملیاتی: سقف خارجی ثابت از عرشه شناور داخلی در برابر عناصر آب و هوایی (مانند باران و باد) محافظت می‌کند، در حالی که عرشه شناور داخلی بخارات را به دام می‌اندازد و اتلاف تبخیر را کاهش می‌دهد.

مخازن کروی سازه‌های نگهداری تحت فشار سنگین هستند که برای ذخیره مایعات فرار تحت فشار بخار بالا طراحی شده‌اند.

• بهترین کاربرد برای: ذخیره سازی گاز مایع نفتی (LPG)، پروپان، بوتان و مایعات گاز طبیعی.

• مکانیزم عملیاتی: هندسه کروی تنش داخلی را به طور یکنواخت در سراسر دیواره‌های مخزن توزیع می‌کند و یکپارچگی ساختاری بالایی را که برای نگهداری ایمن گازهای تحت فشار لازم است، فراهم می‌کند.

علاوه بر شکل ساختاری، مخازن ذخیره نفت بر اساس محل قرارگیری آنها نسبت به سطح زمین طبقه‌بندی می‌شوند:

• مخازن ذخیره هوایی (ASTs): رایج‌ترین پیکربندی در پالایشگاه‌ها و مزارع مخازن. آنها هزینه‌های اولیه نصب پایین‌تر، بازرسی‌های بصری آسان‌تر و دسترسی نگهداری ساده‌تری را ارائه می‌دهند.

• مخازن ذخیره زیرزمینی (USTs): عمدتاً در ایستگاه‌های سوخت‌گیری خرده‌فروشی یا تأسیسات صنعتی کوچکتر که فضای سطحی محدود است، استفاده می‌شوند. آنها برای جلوگیری از نشت زیرسطحی به نظارت دقیق محیطی، حفاظت در برابر خوردگی و ثبت نظارتی نیاز دارند.

س: تفاوت اصلی بین مخزن سقف ثابت و مخزن سقف شناور چیست؟

پاسخ: مخزن سقف ثابت دارای سقفی است که به طور دائم به پوسته متصل است و آن را برای روغن‌های پایدار و غیر فرار مناسب می‌سازد. مخزن سقف شناور دارای عرشه‌ای است که مستقیماً روی سطح مایع قرار می‌گیرد و برای حذف حفره‌های بخار بالا و پایین می‌رود، که از تبخیر و انتشار بیش از حد هنگام ذخیره محصولات فرار مانند نفت خام یا بنزین جلوگیری می‌کند.

س: چرا از مخازن کروی برای ذخیره محصولات نفتی مانند پروپان استفاده می‌شود؟

پاسخ: پروپان و گازهای مایع نفتی (LPG) در دما و فشارهای اتمسفر استاندارد به صورت گازی باقی می‌مانند. مخازن کروی توزیع تنش یکنواخت را در سراسر دیواره‌های مخزن فراهم می‌کنند و آنها را به ساختار یافته‌ترین شکل برای نگهداری ایمن مایعات فرار پرفشار تبدیل می‌کنند.

س: مخازن سقف شناور داخلی چگونه با مخازن سقف شناور خارجی تفاوت دارند؟

پاسخ: مخازن سقف شناور خارجی رو به آسمان هستند، به این معنی که عرشه شناور مستقیماً در معرض عناصر آب و هوایی قرار دارد. مخازن سقف شناور داخلی دارای یک سقف ثابت سنتی هستند که یک عرشه شناور داخلی را می‌پوشاند و از عرشه در برابر باران، برف و باد محافظت می‌کند و در عین حال بخارات هیدروکربنی را به دام می‌اندازد.

س: کدام استانداردهای صنعتی طراحی و ساخت مخازن ذخیره نفت را تنظیم می‌کنند؟

پاسخ: موسسه نفت آمریکا (API) معیارهای اصلی جهانی را تعیین می‌کند. استانداردهای کلیدی شامل API 650 برای مخازن فولادی جوشی برای ذخیره نفت، API 620 برای مخازن ذخیره کم فشار و API 653 برای بازرسی، تعمیر و بازسازی مخازن است.