Доклад на тему: СНИЖЕНИЕ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ЗКО ПРИ ВНУТРИПРОМЫСЛОВОМ СБОРЕ И ПОДГОТОВКЕ НЕФТИ

СНИЖЕНИЕ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ЗКО ПРИ ВНУТРИПРОМЫСЛОВОМ СБОРЕ И ПОДГОТОВКЕ НЕФТИ
Ниязбаев А.Р., «Экология және табиғи ресурстарды тиімді пайдалану» мамандығының 3 курс студенті
Ғылыми жетекшісі – Беркалиева А.А., арнайы пәндер оқытушысы
Батыс Қазақстан инженерлік-технологиялық колледжі
Проблема повышения экологической безопасности при обращении с отходами нефтедобычи актуальна практически в каждом нефтедобывающем регионе Республики Казахстан. Содержание нефтепродуктов в отходах, по данным мониторинга, превышает предельно допустимые концентрации более чем в 30 раз. С целью предотвращения загрязнения окружающей среды пожароопасными продуктами – замазученным грунтом и осадком из резервуаров - их размещают на полигоне, так как на предприятии отсутствует технология по переработке и утилизации отходов такого характера.
Нефтешламы и их накопители являются реальным источником техногенных эмиссий и воздействия на экосистему. Между тем нефтешламы могут быть использованы для производства на их основе различных строительных материалов.
Утилизация отходов нефтедобычи по сравнению с их размещением в амбарах снижает удельный ущерб окружающей среде в 64 раза, а по сравнению с их размещением на полигонах – в 41,7 раза. Утилизация отходов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности исключительно актуальна для большинства развитых стран. Затрачиваются огромные средства для решения этого вопроса во многих высокоразвитых странах (США, Япония, Германия и др.), но до сих пор нет универсальной технологии и способов утилизации отходов нефтяной промышленности. [1]
Внедрение разработанных на основе выполненных исследований технических решений позволит резко уменьшить затраты на строительство могильников и выплаты за нарушение экологии. Экономический эффект может составить от 8400 до 20600 тенге на 1 т нефтешламов.[2] Разработаны комплекс оборудования для механизированной очистки нефтеотстойников и эффективный способ очистки нефтешламов, позволяющий избежать потерь нефти. По технико-экономическим показателям разработанные решения значительно превосходят известные способы утилизации нефтешламов.
Актуальность проблемы
Проблема повышения экологической безопасности при обращении с отходами нефтедобычи актуальна практически в каждом нефтедобывающем регионе Республики Казахстан.
С одной стороны - значительные количества нефтяных отходов негативно воздействуют практически на все компоненты окружающей среды (людей, промышленные, транспортные и жилищно-коммунальные объекты, сельскохозяйственные угодья, леса, водоемы и т.п.). Эти отрицательные воздействия проявляются в основном в повышении заболеваемости людей, ухудшении их жизненных условий, в снижении продуктивности биологических природных ресурсов, ускорении износа зданий, сооружений и оборудования.
С другой стороны – нефтесодержащие отходы – это ценное углеводородное сырье. Его переработка может обеспечить доходность, которая позволит провести необходимые природоохранные и реабилитационные мероприятия и сохранить финансовую устойчивость нефтедобывающего предприятия. На месторождении Карачаганак при добыче нефти, в результате производства ремонтных работ, утечек нефти через неплотности запорной арматуры и аварийных утечек нефти при прорывах сборных трубопроводов, а также при очистке резервуаров образуются жидко-текучие отходы и замазученный грунт.
Содержание нефтепродуктов в отходах, по данным мониторинга, превышает предельно допустимые концентрации более чем в 30 раз. С целью предотвращения загрязнения окружающей среды пожароопасными продуктами – замазученным грунтом и осадком из резервуаров - их размещают на полигоне, так как на предприятии отсутствует технология по переработке и утилизации отходов такого характера.
Нефтешламы и их накопители являются реальным источником техногенных эмиссий и воздействия на экосистему. Между тем нефтешламы могут быть использованы для производства на их основе различных строительных материалов.
Утилизация отходов нефтедобычи по сравнению с их размещением в амбарах снижает удельный ущерб окружающей среде в 64 раза, а по сравнению с их размещением на полигонах – в 41,7 раза. Утилизация отходов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности исключительно актуальна для большинства развитых стран. Затрачиваются огромные средства для решения этого вопроса во многих высокоразвитых странах (США, Япония, Германия и др.), но до сих пор нет универсальной технологии и способов утилизации отходов нефтяной промышленности.
При всем многообразии технологий и способов утилизации такого рода отходов существуют два принципиально разных направления их переработки: а) способы утилизации без предварительного выделения полезных компонентов; б) способы, основанные на использовании отходов как ресурсного потенциала (вторичного сырья) и позволяющие получить ценные нефтепродукты и другие компоненты. В этом случае остаток после извлечения нефтепродуктов следует рассматривать как условно экологически безвредный, который может быть безопасно использован. Поскольку характер нефти на каждом месторождении практически уникален, то и технология утилизации нефтешламов должна разрабатываться специально для рассматриваемого месторождения.
Цель работы - минимизация эколого-экономического ущерба от захоронения нефтесодержащих отходов при внутрипромысловом сборе и подготовке нефти.
Новизна работы - предотвращение отрицательного воздействия на окружающую среду путем разработки новых технических решений для очистки резервуаров - отстойников и утилизации нефтешламов и замазученного грунта.
Задачи исследований:
- мониторинг техногенной нагрузки на окружающую среду на месторождении Карачаганак;
- анализ и оценка известных способов утилизации нефтешламов;
- разработка технических решений для очистки резервуаров - отстойников;
- оптимизация параметров отмывки нефтешламов водными щелочными растворами;
- разработка технологической схемы отмывки нефтешламов;
- эколого-экономическая оценка разработанной технологии.
Методы исследований. При выполнении работы использовался комплексный метод исследований, включающий мониторинг состояния окружающей среды, анализ и обобщение литературных источников, проведение теоретических и экспериментальных исследований с использованием аппаратуры для определения концентрации нефти в водонефтяных эмульсиях, конструирование технологического оборудования с подачей заявок на предполагаемые изобретения, обработку экспериментальных данных с использованием стандартных компьютерных программ.
Достоверность научных положений подтверждается корректной постановкой задач исследований, большим объемом лабораторных и вычислительных экспериментов на современном оборудовании, высокой (85-90%) сходимостью расчетных значений основных параметров отмывки нефтешламов с полученными экспериментальными данными, положительными решениями государственной патентной экспертизы.
Практическая значимость работы
Использование комплекса технологического оборудования для механизированной очистки резервуаров отстойников и переработки нефтяных шламов позволит ликвидировать трудоемкие и опасные ручные операции и получить высокий экономический эффект.
Использование предлагаемой технологии очистки нефтяных шламов водными щелочными растворами позволяет исключить капитальные вложения на строительство могильников для хранения отходов производства и экологические выплаты (за хранение отходов, выбросы в атмосферу).
Проблема повышения экологической безопасности при обращении с твердыми отходами нефтедобычи актуальна практически в каждом нефтедобывающем регионе Западного Казахстана.
Вопросам переработки, утилизации и эффективного использования нефтеотходов посвящены работы известных российских и казахстанских ученых Абросимова А.А., Ручкиновой О.И., Мазловой Е.А., Соркина Я.Т., Надирова Н.К., Бишимбаева В.К., Естемесова З.А., Нуркеева С.С., Ахметжанова Т.К., Махамбетовой У.К., Нурпеисовой М.Б., Курманкожаева А.К., Жалгасулы Н. и др.Нефтяные отходы негативно воздействуют практически на все компоненты окружающей среды (людей, промышленные, транспортные и жилищно-коммунальные объекты, сельскохозяйственные угодья, леса, водоемы и т.п.). Это проявляется в повышении заболеваемости людей, ухудшении их жизненных условий, в снижении продуктивности биологических природных ресурсов, ускорении износа зданий, сооружений и оборудования.
В то же время, переработка нефтесодержащих отходов может обеспечить дополнительный доход, который позволит провести необходимые природоохранные и реабилитационные мероприятия и сохранить финансовую устойчивость нефтедобывающего предприятия.
При первичной обработке сырой нефти образуются газообразные (углеводороды, сероводород, диоксиды и оксиды углерода, азота, серы, сажа, меркаптаны); жидкие (нейтральные нефтесодержащие, солесодержащие, сернисто-щелочные, кислые и сероводородсодержащие сточные воды); твердые (замазученный грунт, асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО), нефтешламы) отходы. В нефтешламах часто встречаются тяжелые металлы (таблица 1).
Микроэлементы Никель
Ванадий Кобальт Железо Марганец Хром
Содержание микроэлемента, мг/кг 4,5
10,8
0,5 2800
33 3,8
ПДК, мг/м3 3,0
23,0
2,8
10,0 15,00 18,3
Как видно из приведенных в таблице 1 данных, содержание некоторых тяжелых металлов в нефтешламах значительно превышает предельно допустимые концентрации. То есть, даже по содержанию тяжелых металлов нефтешламы несут потенциальную опасность для окружающей среды.
Очистка нефтеотстойников на нефтепромысле обычно выполняется вручную через смотровые люки с предварительным пропариванием и размывом горячей водой сгущенных нефтеосадков. Объёмы очистки в результате увеличиваются более чем на порядок за счёт промывочной воды. Операция ручной очистки весьма трудоёмка и опасна для людей, находящихся внутри резервуара и сообщающихся в этот период с атмосферой только через смотровые люки. Очистка одного резервуара средней ёмкости (около 2000 м3) продолжает в течение 20-25 суток. В этот период полость резервуара имеет выход в атмосферу через два придонных люка диаметром 650-700 мм. В атмосферу выбрасываются все легколетучие компоненты твердых отходов (таблица 2), а персонал подвергается воздействию вредных примесей, присутствующих в нефтешламах.
Основные результаты, практические выводы и рекомендации заключаются в следующем.
1. Разработана эффективная технология извлечения нефти из свежих нефтешламов и нефтесодержащих грунтов с отмывкой воднощелочными растворами. При отмывке одной навески нефтесодержащего осадка несколькими порциями моющего раствора извлечение нефти на каждой последующей стадии отмывки увеличивается по сравнению с предыдущими. При отмывке одной порцией моющего раствора нескольких навесок осадка извлечение нефти на каждой последующей стадии отмывки уменьшается по сравнению с предыдущими. Число стадий отмывки при очистке нефтесодержащих осадков от нефти нецелесообразно принимать более шести, так как при последующих стадиях отмывки извлечение нефти из осадка уменьшается до 20-25%. Технологическую схему очистки нефтесодержащих осадков и загрязненных нефтью грунтов целесообразно компоновать по принципу противотока.
2. Экономический эффект от использования рекомендуемых способов снижения вредного воздействия на окружающую среду складывается из предотвращенного ущерба и стоимости возвращенной в оборот нефти за вычетом затрат на осуществление рекомендуемых мероприятий. Наиболее существенную часть экономического эффекта составляет стоимость возвращенной в оборот нефти. Экономический эффект увеличивается с увеличением содержания нефти в шламах и стоимости барреля нефти.
Внедрение разработанных на основе выполненных исследований технических решений позволит резко уменьшить затраты на строительство могильников и выплаты за нарушение экологии. Экономический эффект может составить от 8400 до 20600 тенге на 1 т нефтешламов.
Оценка технико-экономического уровня выполненной работы в сравнении с лучшими достижениями в данной области.
Разработаны комплекс оборудования для механизированной очистки нефтеотстойников и эффективный способ очистки нефтешламов, позволяющий избежать потерь нефти. По технико-экономическим показателям разработанные решения значительно превосходят известные способы утилизации нефтешламов.
Список литературы:
1. Жантохов С.К., Нусипов Е., Оспанов А.Б. и др. Методика и предварительные результаты сейсмологического мониторинга на нефтяных и газовых месторождениях Казахстана //Геодинамические и геофизические основы прогноза землетрясений и оценки сейсмического риска: сб. тезисов докл. Казахстанско-Российской межд.конф. -Алматы, 2004. - С. 195-196.
2. Жалгасулы Н., Жантохов С.К., Оразбекова Р.Ж. Мұнай қоймаларының қалдықтарын өндеу //Горный журнал Казахстана.- 2006.- №5. - С.8-9.
3. Жантохов С.К., Жалгасулы Н., Гуменников Е.С. Безопасная очистка нефтяных отстойников от шлама и его переработка //Промышленность Казахстана.-2006.-№5.-С.58-60.
4. Жантохов С.К., Жалгасулы Н., Гуменников Е.С. Экологически безопасная технология очистки нефтеотстойников и переработка нефтешламов // Состояние, проблема, исследования в области обогащения руд цветных металлов и экологии: сб. тр. межд. научн.- практ. конф. посвящ. 40-летию ДГП ГНПОПЭ «Казмеханобр». -Алматы, 2006.-С.206-209.