Объекты хранения и приема-отпуска топлив и смазочных материалов. Часть 1. Основные сведения о нефтебазах и системах хранения

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Казанский национальный исследовательский 
технологический университет 
ОБЪЕКТЫ ХРАНЕНИЯ  
И ПРИЕМА-ОТПУСКА ТОПЛИВ
И СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ 
Часть 1 
Основные сведения о нефтебазах 
и системах хранения 
Учебное пособие 
Казань 
Издательство КНИТУ 
2023 

УДК 625.748.28(075) 
ББК 39.3.я7   
О-29 
Печатается по решению редакционно-издательского совета  
Казанского национального исследовательского технологического университета 
Рецензенты: 
д-р техн. наук, проф. А. Ф. Кемалов 
канд. техн. наук С. В. Снигирев 
О-29 
Авторы: А. В. Шарифуллин, Л. Р. Байбекова, М. З. Зарифянова, 
Э. В. Гарифуллина 
Объекты хранения и приема-отпуска топлив и смазочных материалов : учебное пособие : в 2 ч. Ч. 1. Основные сведения о нефтебазах 
и системах хранения / А. В. Шарифуллин, Л. Р. Байбекова, М. З. Зарифянова, Э. В. Гарифуллина; Минобрнауки России, Казан. нац. 
исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2023. – 116 с. 
ISBN 978-5-7882-3434-2 
ISBN 978-5-7882-3458-8 (ч. 1) 
Изложены основные сведения о нефтебазах и системах хранения нефти 
и нефтепродуктов, а также об их основном оборудовании. Предложены расчеты 
по подбору основного и вспомогательного оборудования нефтебаз. 
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 21.03.01 
«Нефтегазовое дело», а также может представлять интерес для инженерно-технических работников. 
Подготовлено на кафедре химической технологии переработки нефти и газа. 
УДК 625.748.28(075) 
ББК 39.3.я7 
© Шарифуллин А. В., Байбекова Л. Р., 
ISBN 978-5-7882-3458-8 (ч. 1) 
ISBN 978-5-7882-3434-2  
Зарифянова М. З., Гарифуллина Э. В., 2023 
© Казанский национальный исследовательский 
технологический университет, 2023 
2

С О Д Е Р Ж А Н И Е
Введение ............................................................................................................................................. 
4 
1. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
НЕФТЕПРОДУКТОВ ........................................................................................................................ 
6 
1.1. Плотность нефти и нефтепродуктов ......................................................................... 
6 
1.1.1. Зависимость плотности нефтепродуктов от температуры .............................. 
6 
1.1.2. Зависимость плотности нефтепродуктов от давления 
..................................... 
8 
1.1.3. Зависимость плотности нефтепродуктов от температуры и давления 
при их одновременном отклонении от номинальных значений 
............................. 
10 
1.2. Вязкость нефти и нефтепродуктов. Зависимость вязкости 
нефтепродукта от температуры 
...................................................................................... 
10 
1.3. Испаряемость нефти и нефтепродуктов ................................................................. 
11 
1.4. Теплофизические свойства нефти и нефтепродуктов 
........................................... 
14 
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМАХ ХРАНЕНИЯ, ПРИЕМА-ОТПУСКА
НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ ................................................................................................... 
17 
2.1. Основные объекты и операции на нефтебазах ...................................................... 
17 
2.2. Классификация нефтебаз ......................................................................................... 
20 
2.3. Планировка нефтебазы. Выбор площадки ............................................................. 
22 
2.4. Прием и отпуск нефтепродуктов в железнодорожных цистернах ...................... 
32 
2.5. Виды слива-налива нефти и нефтепродуктов ........................................................ 
46 
2.6. Хранение нефти и нефтепродуктов в таре ............................................................. 
49 
2.7. Раздаточные устройства нефтебаз .......................................................................... 
50 
2.8. Размещение резервуарных парков нефтебаз 
.......................................................... 
54 
3. РЕЗЕРВУАРНЫЙ ПАРК 
............................................................................................................. 
61 
3.1. Состав расчета резервуарного парка 
....................................................................... 
61 
3.2. Определение емкости резервуарного  парка нефтебазы 
....................................... 
61 
3.3. Расчет полезной вместимости резервуарных парков 
распределительной нефтебазы и выбор резервуаров 
................................................... 
66 
3.4. Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов 
.............................................. 
70 
3.4.1. Общие сведения 
................................................................................................. 
70 
3.4.2. Классификация резервуаров 
............................................................................. 
75 
3.5. Стали, применяемые при строительстве емкостей и металлических 
конструкций нефтебаз ..................................................................................................... 
81 
3.6. Вертикальные металлические цилиндрические резервуары. 
Их классификация 
............................................................................................................ 
84 
3.7. Сфероидальные резервуары 
..................................................................................... 
91 
3.8. Резервуары с «плавающей» крышей 
....................................................................... 
95 
3.9. Резервуары с «дышащими» крышами .................................................................... 
99 
3.10. Резервуары с газокомпенсатором 
........................................................................101 
3.11. Заглубление металлических резервуаров 
...........................................................102 
3.12. Основания и фундаменты металлических резервуаров 
....................................103 
3.13. Горизонтальные цилиндрические резервуары (цистерны)...............................105 
4. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ РЕЗЕРВУАРЫ................................................................................... 
107 
Список литературы ........................................................................................................................ 
113 
3 

В В Е Д Е Н И Е  
В настоящее время нефтепродуктообеспечивающие предприятия, 
такие как нефтебазы и парки хранения-отгрузки, выстраиваются 
в сложные инженерно-технические комплексы, в которых взаимодействие между сооружениями осуществляется посредством технологических процессов. Благодаря таким процессам происходит прием, хранение и транспортировка нефтепродуктов с целью обеспечения ими потребителей. 
Нефтебазы представляют собой совокупность организационнотехнологических сооружений, из которых преобладающее значение 
имеет резервуарный парк, который должен быть достаточен для осуществления основных мероприятий, обеспечивающих нормальную 
эксплуатацию.  
Резервуарные парки играют ключевую роль в обеспечении плавности и надежности поставок нефтепродуктов, выполняя функцию 
буфера между поставщиком и потребителем. Они способны компенсировать неравномерности в поставках и потреблении, что делает их 
неотъемлемой частью инфраструктуры нефтепродуктообеспечающих 
предприятий. 
Одной из важнейших функций резервуарных парков является доведение качества нефтепродуктов до требуемого уровня. Благодаря 
оснащению парков современным технологическим оборудованием, 
можно обеспечить процессы регулировки очистки нефтепродуктов, 
что является гарантией соответствия их характеристик требованиям. 
Также следует отметить функцию учета нефтепродуктов, которую выполняют резервуарные парки. Системы учета и контроля позволяют 
отслеживать расход и остатки нефтепродуктов, что является важным 
фактором эффективного планирования и управления. К не менее важным функциям резервуарного парка относится накапливание нефтепродуктов с целью создания их резервного количества. Резервуарные 
парки обеспечивают готовность к быстрым и аварийным ситуациям, 
а это, в свою очередь, повышает надежность и безопасность снабжения потребителей. 
Повышение требований к качеству нефтепродуктов влечет за собой возрастание роли неординарных и экономически целесообразных 
решений, а также необходимость в специалистах, осуществляющих 
проектирование нефтебаз и эксплуатирующих их, обладающих более 
4 

глубокими знаниями. Внедрение новых технологий способствует повышению эффективности работы нефтебаз. Необходимо применять 
технологии, позволяющие добиваться оптимальной работы нефтебаз, 
минимизируя при этом риски нанесения ущерба обслуживающему персоналу и окружающей среде. 
5

.  Р А С Ч Е Т  О С Н О В Н Ы Х  Ф И З И К О - Х И М И Ч Е С К И Х
Х А Р А К Т Е Р И С Т И К  Н Е Ф Т Е П Р О Д У К Т О В  
Расчеты в области хранения нефти и нефтепродуктов связаны 
прежде всего с изменением их физико-химических свойств, из которых 
наиболее важными являются плотность, вязкость, испаряемость и теплофизические параметры. 
Плотность и вязкость нефти и нефтепродуктов существенно изменяются под действием температуры и давления. Однако эти изменения 
не всегда носят прямолинейный характер. Поэтому в некоторых случаях расчет носит итерационный характер (используется метод приближения). 
1 . 1 .  П л о т н о с т ь  н е ф т и  и  н е ф т е п р о д у к т о в
Плотность большинства товарных нефтей и нефтепродуктов изменяется в диапазоне 700–1200 кг/м3. Для расчетов плотность нефти 
и нефтепродуктов стандартизована и нормируется при 20 °С.. 
1.1.1. Зависимость плотности нефтепродуктов
от температуры 
Для большинства товарных нефтепродуктов плотность нормируется при 20 °С. В реальных технологических процессах температура 
нефтепродуктов изменяется в широких пределах. 
Изменение плотности нефти и нефтепродуктов с изменением температуры определяется по формуле Менделеева: 
(1.1) 
𝜌𝑡= 𝜌20 · [1 + 𝜉· (20 −𝑡)], 
1
где 𝜌𝑡, 𝜌20  – плотность нефтепродукта при температуре t и 20 °С соответственно, кг/м3; 𝜉 – коэффициент объемного расширения,
∘𝐶. Значения коэффициента 𝜉 представлены в табл. 1.1. 
6 

                                                                                 Таблица 1.1 
Значения коэффициента объемного расширения 
кг
Плотность 𝜌,
м3 
𝜉, 1
∘𝐶 
700–719 
0,001225 
720–739 
0,001183 
740–759 
0,001118 
760–779 
0,001054 
780–799 
0,000995 
800–819 
0,000937 
820–839 
0,000882 
840–859 
0,000831 
860–880 
0,000782 
 
Пример 1.1. Плотность бензина ρ20 при температуре 20 °С 
кг
равна 745 
м3. Определить плотность этого же бензина при температуре 10 °С. 
Расчет. Используя формулу (1.1) и данные табл. 1.1, находим 
кг
𝜌10 = 745 ⋅[1 + 0,001118 ⋅(20 −10)] = 745 ⋅1,01118 = 753,3
м3. 
При известных плотности 𝜌1 и температуре 𝑡1 нефтепродукта 
можно рассчитать плотность 𝜌2 того же нефтепродукта при температуре 𝑡2: 
𝜌2 = 𝜌1 ⋅[1 + 𝜉2 ⋅(20 −𝑡2) −𝜉1 ⋅(20 −𝑡1)],               (1.2) 
где 𝜉1 и 𝜉2 – коэффициенты объемного расширения нефтепродукта при 
плотностях 𝜌1 и 𝜌2 соответственно. 
 
Пример 1.2. Плотность 𝜌1 дизельного топлива при температуре 
кг
7 °С равна 855 
м3. Какая плотность 𝜌2 этого же дизельного топлива будет при температуре 15 °С? 
Расчет. Полагая сначала, что плотность 𝜌2 дизельного топлива 
при температуре 15 °С попадает в тот же диапазон плотностей, что 
и 𝜌1, получаем 
кг
𝜌2 = 855 ⋅[1 + 0,000831 ⋅(20 −15) −0,000831 ⋅(20 −7)] = 849,3 
 м3. 
7 

Поскольку плотность 849,3 кг/м3 действительно попадает в диапазон плотностей, в котором коэффициент 𝜉2 равен 0,000831, то это означает, что его значение выбрано правильно и 849,3 есть искомая плотность дизельного топлива при температуре 15 °С. В противном случае 
следовало бы расчет произвести заново с коэффициентом 𝜉2, соответствующим рассчитанному значению плотности 𝜌2. 
 
Пример 1.3. Плотность ρ1 автобензина при температуре 25 °С 
равна 774,0 кг/м3. Какая плотность ρ2 этого же автобензина будет при 
температуре 6 °С? 
Расчет. Полагая сначала, что плотность ρ2 автобензина при температуре 6 °С попадает в тот же диапазон плотностей, что и ρ1, получаем 
1 = 774 ⋅[1 + 0,001054 ⋅(20 −6) −0,001054 ⋅(20 −25)] = 789,0 кг/м3; 
𝜌2
2 = 789 ⋅[1 + 0,000995 ⋅(20 −6) −0,000995 ⋅(20 −25)] = 803,91 кг/м3; 
𝜌2
3 = 803,91 ⋅[1 + 0,000937 ⋅(20 −6) −0,000937 ⋅(20 −25)] = 818,22  кг/м3. 
𝜌2
Поскольку плотность 818,22 кг/м3 действительно попадает в диапазон плотностей, в котором коэффициент 𝜉2 равен 0,000937, то это 
означает, что его значение выбрано правильно и 818,22 есть искомая 
плотность дизельного топлива при температуре 6 °С. В противном случае следовало бы расчет произвести заново с коэффициентом ξ2, соответствующим рассчитанному значению плотности ρ2. 
1.1.2.  Зависимость плотности нефтепродуктов 
от давления 
Плотность нефтепродуктов, несмотря на то что они являются 
практически не сжижаемыми жидкостями, меняется при изменении 
давления: возрастает с увеличением давления и убывает при его уменьшении. По сравнению с номинальным значением эти изменения плотности малы, но все же при осуществлении приемо-сдаточных работ 
и при инвентаризации в условиях транспорта нефтепродуктов по трубопроводам следует учитывать соответствующие поправки. 
8 

Зависимость плотности ρ нефтепродукта при постоянной температуре от давления 𝑝: 
𝜌(𝑝) = 𝜌0 ⋅[1 + 𝛽⋅(𝑝−𝑝0)],                       (1.3) 
где 𝛽 – коэффициент сжимаемости нефтепродукта; 𝜌0 – плотность 
нефтепродукта при атмосферном давлении. 
Используем также модуль упругости нефтепродукта 𝐾(Па), кото1
рый равен 
𝛽. Тогда формула (1.3) приобретает вид 
𝑝−𝑝0
𝜌(𝑝) = 𝜌0 ⋅[1 +
𝐾].                                           (1.4) 
Средние значения модуля упругости для нефтепродуктов:  
𝐾≈1,0 ⋅109ПаK ≈1,0 ∙109Па – для бензинов;  
𝐾≈1,4 ⋅109ПаK ≈1,4 ∙109Па – для керосинов;  
𝐾≈1,5 ⋅109ПаK ≈1,5 ∙109Па – для дизельных топлив и нефтей.  
 
Пример 1.4. При давлении 0,1 МПа плотность 𝜌1 дизельного топлива равна 840 кг/м3. Какова плотность дизельного топлива 𝜌2 при той 
же температуре и давлении 3,5 МПа? 
Расчет. Для расчета воспользуемся формулой (1.4): 
106
𝜌2 = 840 ⋅[1 + 3,4 ⋅
1,5⋅109] = 841,9 кг/м3. 
Пример 1.5. При давлении 0,1 МПа плотность автобензина ρ1 
равна 735 кг/м3. Какова его плотность ρ2 при той же температуре и давлении 5 МПа? 
Расчет. Плотность ρ2 рассчитаем по формуле (1.4): 
106
𝜌2 = 735 ⋅[1 + 4,9 ⋅
1,0⋅109] = 738,6 кг/м3. 
Пример 1.6. При давлении 0,1 МПа плотность ρ1 автобензина 
равна 735 кг/м3. Какова его плотность ρ2 при той же температуре и давлении 6,6 МПа? 
Расчет. Для расчета плотности ρ2 применим формулу (1.4): 
106
𝜌2 = 735 ⋅[1 + (6.6 −0.1) ⋅
1,0⋅109] = 739,78 кг/м3. 
9 

1.1.3. Зависимость плотности нефтепродуктов  
от температуры и давления при их одновременном 
отклонении от номинальных значен ий 
В практике транспортировки жидких нефтепродуктов имеет место одновременное изменение температуры и давления, так как это взаимосвязанные величины (закон Клапейрона–Менделеева). Для практических расчетов используют следующую формулу: 
𝑝0−𝑝
𝜌(𝑡) = 𝜌0 ⋅[1 + 𝜉⋅(𝑡0 −𝑡) −
𝐾],                        (1.5) 
где ρ0 – плотность нефтепродукта при номинальных значениях t0 и ρ0. 
В качестве номинальных для расчетов принимают температуру 20 °С 
и давление 0,1 МПа. 
1 . 2 .  В я з к о с т ь  н е ф т и  и  н е ф т е п р о д у к т о в .  
З а в и с и м о с т ь  в я з к о с т и  н е ф т е п р о д у к т а  
о т  т е м п е р а т у р ы  
Для расчета кинематической вязкости ν(t) нефтепродукта при различных значениях его температуры можно использовать формулу Рейнольдса–Филонова: 
𝜈(𝑡) = 𝑣0 ⋅exp(−𝜒⋅(𝑡−𝑡0)),                            (1.6) 
где 𝜈0 – кинематическая вязкость нефтепродукта при темпера10−6м2
1
туре 𝑡0,   𝑐𝐶𝑚 (1𝑐𝐶𝑚=
с
 );   𝜒 – опытный коэффициент, 
∘𝐶. 
Применить формулу (1.6) возможно при знании коэффициента 𝜒 
либо вязкости нефтепродукта 𝜈1 при еще одной температуре 𝑡1. При 
𝑙𝑛ln(𝜈0
𝜈1)
этом коэффициент 𝜒 можно найти по формуле 𝜒=
𝑡1−𝑡0 . 
Выражение exp( 𝑥) ≡𝑒𝑥означает экспоненциальную зависимость 
(функцию) от 𝑥. Основание натуральных логарифмов 𝑒≈ 2,71828. 
Например, 
exp( −2,5) ≡𝑒−2,5 ≈2,71828−2,5 ≈0,0821. 
Выра- 
жение 
ln 𝑥 
(натуральный 
логарифм) 
означает 
обратную  
10