Các bể lưu trữ trong dầu và khí: Cơ sở hạ tầng thiết yếu, tiêu chuẩn thiết kế và an toàn hoạt động

Một bể chứa trong ngành dầu khí là một bình chứa công nghiệp hạng nặng được thiết kế để chứa an toàn dầu thô, các sản phẩm dầu mỏ đã qua chế biến, hydrocacbon trung gian và khí hóa lỏng trong các hoạt động thượng nguồn, trung nguồn và hạ nguồn. Đóng vai trò là các nút quan trọng để ổn định chuỗi cung ứng, dự trữ tồn kho và bảo vệ môi trường, các cấu trúc khổng lồ này phải chịu được áp suất bên trong biến động, thành phần hóa học ăn mòn và tải trọng môi trường khắc nghiệt.

Bể chứa được tích hợp ở mọi giai đoạn của vòng đời dầu mỏ để quản lý sự chênh lệch dòng chảy chất lỏng và bảo vệ hàng hóa thương mại:

• Thượng nguồn (Khai thác và Sản xuất): Được đặt gần giếng khai thác và các nền tảng sản xuất để thu thập dầu thô và nước sản xuất mới được khai thác trước khi chuyển đường ống hoặc vận chuyển bằng xe tải.

• Trung nguồn (Vận chuyển và Trung tâm lưu trữ): Được sử dụng trong các khu phức hợp bể chứa lớn để tập hợp dầu thô từ nhiều mỏ, quản lý sự tăng áp đường ống và tạo điều kiện vận chuyển bằng tàu biển hoặc xe lửa.

• Hạ nguồn (Lọc hóa và Phân phối): Được đặt tại các nhà máy lọc dầu để chứa nguyên liệu đầu vào, các hỗn hợp trung gian và nhiên liệu tinh chế đã hoàn thành (như xăng, dầu diesel và nhiên liệu tua-bin hàng không) trước khi phân phối thương mại.

Các đặc tính hydrocacbon khác nhau — như độ bay hơi, áp suất hơi và điểm chớp cháy — quyết định thiết kế kết cấu của bình chứa:

Với cấu trúc mái hàn cố định gắn trực tiếp vào thành hình trụ, bể mái cố định thường hoạt động ở áp suất khí quyển hoặc gần bằng áp suất khí quyển. Chúng được sử dụng rộng rãi để lưu trữ các sản phẩm ổn định, ít bay hơi như dầu nhiên liệu nặng, dầu nhờn và dầu diesel.

Được thiết kế với đỉnh hở và sàn kim loại chuyên dụng nổi trực tiếp trên bề mặt chất lỏng, EFRT nâng lên hạ xuống theo mực chất lỏng. Bằng cách loại bỏ không gian hơi giữa chất lỏng và mái, các bể này giảm đáng kể lượng khí thải hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và giảm nguy cơ cháy nổ khi lưu trữ dầu thô dễ bay hơi hoặc naphtha.

Kết hợp các yếu tố của cả hai thiết kế, IFRT có mái cố định bên ngoài vĩnh cửu bao phủ một sàn nổi độc lập bên trong. Điều này bảo vệ cơ chế nổi khỏi mưa lớn và tuyết trong khi vẫn giữ được hơi hydrocacbon.

Bể hình cầu là các cấu trúc chứa áp lực hạng nặng được thiết kế để lưu trữ các hydrocacbon nhẹ dễ bay hơi và khí hóa lỏng (LPG), như propan và butan, dưới áp suất bên trong cao.

Vì các sản phẩm dầu mỏ dễ cháy và nhạy cảm với môi trường, bể chứa dầu khí phải tuân thủ các quy tắc kỹ thuật quốc tế nghiêm ngặt:

• API 650: Tiêu chuẩn tham chiếu chính do Viện Dầu mỏ Hoa Kỳ (American Petroleum Institute) thiết lập cho thiết kế, lựa chọn vật liệu, chế tạo và thử nghiệm các bể thép hàn để lưu trữ dầu.

• API 620: Quy định thiết kế và thi công các bể chứa hàn lớn, áp suất thấp.

• API 653: Phác thảo các hướng dẫn về kiểm tra, sửa chữa, thay đổi và tái thiết các bể chứa trên mặt đất để đảm bảo tính toàn vẹn kết cấu trong suốt vòng đời hoạt động của chúng.

H: Tại sao bể mái nổi lại được ưu tiên để lưu trữ dầu thô và xăng?

A: Dầu thô và xăng chứa các thành phần dễ bay hơi dễ dàng bay hơi. Bể mái nổi nằm trực tiếp trên bề mặt chất lỏng, loại bỏ không gian hơi bên trong. Điều này giảm đáng kể tổn thất sản phẩm do bay hơi, ngăn chặn sự tích tụ của hỗn hợp khí dễ nổ và giảm lượng khí thải độc hại ra môi trường.

H: Sự khác biệt giữa tiêu chuẩn bể API 650 và API 620 là gì?

A: API 650 quy định các bể chứa thép hàn hoạt động ở áp suất khí quyển hoặc áp suất bên trong lên đến 2,5 psig. API 620 áp dụng cho các bình chứa áp suất thấp lớn hơn, hoạt động ở áp suất bên trong lên đến 15 psig, chẳng hạn như các bình chứa các sản phẩm dầu mỏ được làm lạnh hoặc bán áp suất nhất định.

H: Làm thế nào để người vận hành đảm bảo tính toàn vẹn kết cấu của các bể chứa dầu cũ?

A: Người vận hành tuân theo các quy trình kiểm tra API 653, quy định đánh giá định kỳ bên trong và bên ngoài. Các kỹ thuật tiên tiến — như kiểm tra độ dày thành bằng sóng siêu âm, giám sát phát xạ âm và quét laser 3D — được triển khai để phát hiện ăn mòn, khuyết tật mối hàn hoặc lún móng trước khi xảy ra sự cố.

H: Các cơ sở lưu trữ dầu khí có yêu cầu hệ thống chứa thứ cấp không?

A: Có. Các quy định về môi trường yêu cầu các hệ thống chứa thứ cấp — như đê đất kỹ thuật, tường chắn bê tông hoặc cấu trúc bể hai lớp — có khả năng chứa ít nhất 110% dung tích của bể chính để ngăn ngừa tràn ra môi trường trong trường hợp bị rò rỉ.