ENVIRONMENT AND TECHNOLOGIES

Reduction of environmental risks during open storage of oil and condensate through automatic evaporation control systems and optimization of ventilation modes in tank farms

Authors

  • Evgeny O. Terentyev Moscow Institute of Modern Academic Education, 109316, г. Москва, Волгоградский проспект, д. 32, корп. 11

How to cite

GOST Terentyev E. O. Reduction of environmental risks during open storage of oil and condensate through automatic evaporation control systems and optimization of ventilation modes in tank farms // Environmental Management Issues. 2025. Vol. 4. No. 6. P. 21-30. DOI: 10.25726/a1220-3706-4133-h
APA Terentyev, E. O. (2025). Reduction of environmental risks during open storage of oil and condensate through automatic evaporation control systems and optimization of ventilation modes in tank farms. Environmental Management Issues, 4(6), 21-30. https://doi.org/10.25726/a1220-3706-4133-h

Abstract

The article substantiates and empirically confirms the effectiveness of a comprehensive automated system for reducing hydrocarbon losses and environmental risks in the open storage of oil and stabilized condensate at tank farms, shifting vapor management from static protective means to dynamic, real-time predictive control; the aim is to reduce VOC emissions and economic losses through the synergy of continuous monitoring, physico-mathematical modeling of large/small breathing and optimization of ventilation regimes and VRU operation. Materials comprise 24-month field trials at a tank farm of ten RVS-20000 equipped with a wireless sensor network (optical gas analyzers, pressure, product and gas temperature profiles, shell temperature, a meteorological station with insolation) at a 5-minute interval; methodologically, an evaporation model on instantaneous parameters was developed (convergence 92-95%) alongside an MPC module that controls ventilation/VRU throughput and, where necessary, the fill-withdrawal sequence, with analytics in STATISTICA and Python. Compared with traditional operation, the system reduces the mean annual vapor concentration in the gas volume by 38,70%, peak maxima by 54,00%, and process variability by 64.00%, thereby suppressing breakthrough emission episodes; adaptive effectiveness increases as weather conditions worsen: under low/medium/high insolation, losses decrease by 28,50%/41.00%/58.00%, respectively. By operating mode, key effects were achieved: small breathing -35,50%, large breathing during filling -61,80%, during withdrawal near-complete suppression of crossflows from adjacent tanks (-98,20%), confirming preemptive VRU operation based on forecasts. The economic assessment for a single RVS-20000 indicates average annual avoided losses of 62,35 t and a net benefit of $121,55 thousand/year with a 1,85-year payback; additional gains are expected from reduced environmental fees and penalty risks. It is concluded that dynamic intelligence fundamentally outperforms static measures, is practically ready for integration with MES/ERP, and merits algorithmic expansion (self-learning, end-to-end optimization) to scale the technology and standardize industry requirements.

Keywords

automated vapor control tank farm predictive control MPC vapor recovery unit VOC reduction

Funding

The authors did not declare any external funding for this research.

References

Абдрахманов Н.Х. Управление промышленной и экологической безопасностью объектов нефтепереработки и нефтехимии на основе анализа рисков. Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе // Горная промышленность. 2013. № 3(109). С. 5-6.

Айсматуллин И.Р., Исаев Э.А., Трифонов А.И. Повышение безопасности производства огневых и газоопасных работ с использованием системы постоянного контроля концентрации паров углеводородов нефти и нефтепродуктов // Нефть и газ-2018: тезисы докладов. 2018. С. 142.

Блиновская Я.Ю. Управление системой экологической безопасности в нефтяной отрасли на основе геоинформационных технологий // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2006. № 1. С. 16-17.

Васильев А.А., Земенкова М.Ю., Шантарин В.Д. Разработка метода снижения экологических рисков при транспорте и хранении углеводородов // Нефтегазовый терминал: мат. Межд. науч.-тех. кон. магистр. им. проф. Н.А. Малюшина. 2017. С. 46-48.

Гарбуз С.В. Повышение экологической безопасности принудительной вентиляции резервуаров хранения светлых нефтепродуктов // Технологический аудит и резервы производства. 2015. Т. 6. № 4(26). С. 67-72.

Губайдуллин М.Г., Ёстбёл Х., Золотухин А.Б., Коробов В.Б., Мискевич И.В., Муангу Ж.Э.Р., Немировская И.А., Реннинген П., Рид М., Сёрхейм К.Р., Синсгаас И., Сунгуров А.В., Шевченко В.П. Моделирование разливов нефти в западном секторе Российской Арктики: уч. пос. Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, 2016. 219 с.

Ибрагимова Д.Р. Системы автоматического управления насосами на нефтяной платформе с точки зрения повышения безопасности и экологической установки // мат. XXVIII Всерос. аспирант.-магистер. науч. семинара, посв. Дню энергетика. В 3-х т. Казань, 2024. С. 525-527.

Кривошея И.В., Солтанов С.Х., Лялина И.Ю., Юнусов Х.Б. Использование системы рекуперации паров на автозаправочных комплексах // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Естественные науки. 2016. № 2. С. 153-157.

Крюков О.В. Автоматизация водооборотных систем охлаждения с вентиляторными градирнями для химических и нефтехимических производств // Химическая техника. 2014. № 10. С. 24.

Малых К.В., Мельников Н.О. Оценка риска аварий пункта налива установки по подготовке нефти к переработке // Мат. ІІІ Межд. науч.-прак. конф. мол. уч. по проблемам техносферной безопасности. 2018. С. 117-121.

Маркова О.Э., Закирзаков А.Г. Совершенствование системы приточной вентиляции нефтеперекачивающих станций // Нефтегазовый терминал: мат. Межд. науч.-прак. конф. Под ред. С.Ю. Подорожникова. 2015. С. 123-127.

Мартяшева В.А., Важдаев К.В., Баландина А.Г., Резяпов Т.Р., Ибатуллин А.У. Особенности систем вентиляции на взрывоопасных объектах нефтяной и газовой промышленности // Проблемы строительного комплекса России: мат. XXVII Всерос. науч.-тех. конф., посв. памяти проф. В.В. Бабкова. Уфа, 2023. С. 601-602.

Михайлова В.А., Лукьянова И.Э. Экологические аспекты обеспечения безопасности эксплуатации нефтяных резервуаров // Наукоемкие технологии в решении проблем нефтегазового комплекса: мат. VIII Межд. мол. науч. конф. Под ред. К.Ш. Ямалетдинова. 2018. С. 194-196.

Попов В.М., Беседин А.В., Кирильчук И.О., Чепиков Н.А. Дистанционное обнаружение загрязнений поверхности акваторий нефтью и нефтепродуктами с использованием СО2-лазеров // Известия Курского государственного технического университета. 2006. № 1(16). С. 33-36.

Ручкинова О.И., Вайсман Я.И. Экологическая безопасность нефтедобывающего комплекса (система управления нефтеотходами) // Инженерная экология. 2003. № 2. C. 15-26.

Issue

Section

ENVIRONMENT AND TECHNOLOGIES

Metrics

299 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Similar Articles

<< < 1 2 3 4 5 6 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.