Последними разработками в части строительства и комплектации автозаправочных станций с системой газовозврата стали для нас разработка и внедрение в производство топливораздаточных колонок с системой газовозврата и применеие на АЗС системы рекуперации/возврата паров, применяемой на АЗС практически во всех европейских странах.

Как уже давно известно, прибыльность любого бизнеса напрямую зависит от алгоритма его построения, от того каким образом расходуются средства и используются задействованные ресурсы. Автозаправочная станция (АЗС) на сегодняшний день является достаточно прибыльным бизнесом, который при грамотном подходе приносит значительные по сегодняшним меркам доходы.

Еще на стадии проектирования, к АЗС предъявляют ряд требований для обязательного исполнения, например, требования по сохранению экологии, требования по взрывозащите оборудования, и т.д.

Владельцы АЗС учитывают выбор оборудования, место расположения, загруженность трассы, Поставщика топлива и многие другие составляющие, не исключающие и фактор возможных потерь из-за проливов топлива при сливе из цистерны, при заправке и другие, однако редко когда раньше задумывались над естественными потерями при работе АЗС. К таковым относится испарение паров топлива.

ИСПАРЕНИЕ ПАРОВ ТОПЛИВА - одна из главных проблем на существующих на сегодняшний день АЗС! Финансовые потери владельцев АЗС при испарениях велики, но они несравнимы с теми разрушениями, которые оказываются при этом на окружающую среду.

Одним из способов решения данной проблемы является установка на АЗС оборудования для улавливания и возврата (рекуперации) паров. Это не только помогает преодолеть экологические барьеры при проектировании АЗС, но и позволяет прилично сэкономить.

В настоящее время существует две системы газовозврата (рециркуляции):

• вакуумная - с использованием вакуумного электронасоса и имеющая широкое распространение ввиду наличия предложений от производителей оборудования;
• балансовая - уникальная по своей простоте, сущность которой состоит в вытеснении паров нефтепродуктов из бензобака давлением, создаваемым поступающим в него топливом.

Система отвечает всем современным требованиям, но не имеет применения вследствие отсутствия соответствующего оборудования.

Существующий процесс заправки автомобиля при помощи ТРК, заключается в открытии крышки бензобака и позиционировании в его горловине раздаточного крана топливораздаточной колонки (ТРК).

ТРК выдает заданную дозу, при этом из бензобака в окружающее пространство выделяется паровоздушная смесь, которая была образована при использовании ранее находящегося в баке топлива. Во время процесса подачи бензина из емкости АЗС в ТРК и соответственно бензобак автомобиля, в самой емкости образуется небольшое вакуумметрическое давление и через дыхательный клапан пропускается свежий воздух, который в силу действия закона о парциальных давлениях, насыщается парами легких углеводородов до равновесного состояния.

При применении ТРК с компрессорной (вакуумной) системой газовозврата, поступление в емкость паровоздушной смеси от компрессора ТРК компенсирует образование вакуумметрического давления в емкости АЗС, при условии, что в емкость подается количество паровоздушной смеси строго соответствующее забранному объему продукта. В случае, когда используется избыточное количество ПВС, оно будет выходить в атмосферу через дыхательный клапан, а в зимнее время, за счет разницы температур, начнет происходить дооснащение поступающей бедной паровоздушной смеси и выброс ее через дыхательный клапан. Происходит продувка резервуара и соответственно повышение потери продукта.

С целью исключения данного явления в США и развитых европейских странах, применяется закрытая технология заправки автомобилей и слива продукта из бензовоза в емкости АЗС.

Так называемая "ЧИСТАЯ ЗАПРАВКА".
Можно выделить два основных уровня образования паровоздушной смеси:

• первичный уровень - при сливе продукта из автоцистерны в резервуар;
• вторичный уровень - при заправке автомобиля посредством топливораздаточной колонки.

Для существенного снижения объемов выбросов паров в атмосферу на первичном уровне, предлагаем ознакомиться с номенклатурой выпускаемого ОАО "Промприбор" оборудования для бензовоза и емкости для обеспечения возврата ПВС из емкости АЗС.

Рисунок 2 - Оборудование бензовоза и емкости для обеспечения возврата ПВС из емкости АЗС

Исследования наших специалистов совместно с инженерными службами НПЗ в г.Ухта, касаемо объемов выбросов ПВС, привели к достаточно плачевным показателям. Ежегодно в атмосферу испаряются тонны топлива, нанося колоссальный ущерб окружающей среде, экономике государства и частных компаний. Между тем уже много лет существуют технологии и оборудование, позволяющее если не полностью исключить эти испарения, то свести их к минимуму.

Для более детального рассмотрения сути проблемы приведем данные по объемам испарения топлива в окружающую среду, полученные в результате взятия нескольких проб паров бензина при наливе автоцистерн при температуре ноль градусов и анализ их состава путем хроматографии на НПЗ г. УХТА компании "ЛУКОЙЛ".

Объемная концентрация компонентов ПВС в %.

Мольная масса паров определяется по формуле:

где Мi - мольная масса компонента, г/моль;
Уi - объемная доля или концентрация компонента в смеси, %

где Мпар - мольная масса чистой смеси углеводородов, г/моль
mэмисс - величина эмиссии паров, г/м3

Пересчет процентных долей в физические единицы

Учитывая то, что насыщенные пары выделяются в окружающую среду и при наливе автоцистерн, и при сливе из автоцистерн в резервуары на АЗС, и при заправке автомобилей на АЗС, сделаем выводы на основании приведенных расчетов (для сравнения: Международные нормы составляют 35 г/м3):

• Во время слива бензина из бензовоза в емкости АЗС происходит залповый выброс паровоздушной смеси в количестве даже выше, чем 500 г на 1 м3 сливаемого бензина. Итого на АЗС по самым скромным подсчетам при температурах, близким к нулевым, эмиссия легких углеводородов составляет 1000 г на 1 м3 продаваемого бензина при международных нормах 35 г/м3.
• При заправке автомобилей на АЗС из бензобака пары попадают в окружающее пространство при нулевой температуре в количестве 500 г на 1 м3 проданного продукта при норме 35 г/м3, согласно приведенного расчета. На данном этапе - это продукт покупателя-автомобилиста.

Предлагаемыми способами снижения объема выброса насыщенных паров в окружающую среду являются:

• переход на закрытую технологию слива продукта из бензовоза с возвратом паровоздушной смеси из емкости АЗС в отсеки бензовоза, для этого требуется минимальная доработка присоединительных устройств-рукавов. При этом повышается степень безопасности бензовоза, т.к. при обычном открытом сливе отсеки бензовоза заполняются свежим воздухом и в какие-то моменты за счет недостаточной скорости испарения в них может образоваться взрывоопасная смесь с концентрацией паров от 2 до 6 объемных процентов;
• переход на использование ТРК с системой закрытой заправки - балансовой системой газовозврата.

Что касается закрытой технологии слива, то бензовоз после слива все равно будет доставлен на нефтебазу с насыщенными парами бензина, только при закрытом способе на нефтебазу будут доставлены пары, которые были в емкости АЗС, а при открытом способе пары, находившиеся в емкости АЗС выбрасываются в атмосферу, а в отсеках бензовоза за счет испарения образуется уже третья порция паров в количестве 500 г/м3, которая доставляется на нефтебазу и будет вытеснена в атмосферу при открытом или закрытом способах налива, за исключением установки утилизации паров.

Итого величина эмиссии при использовании плохих существующих технологий уже составляет 1500 г/м3 при температурах, близких к нулю.

Можно еще посмотреть на способ доставки бензина на нефтебазу и конструкцию резервуаров (с понтоном или без), то еще можно накопать 1-1,5 кг на 1м3 переваливаемого продукта при международных нормах 35 г/м3.