XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

В настоящий момент на территории России располагаются около тысячи нефтебаз, эксплуатируются более сотни тысяч скважин, работают порядка полсотни нефтеперерабатывающих заводов. С каждым годом число этих объектов лишь растет. Вследствие несоблюдения технологической дисциплины, изношенности оборудования на территориях промышленных предприятий, нарушение правил эксплуатации этого оборудования, а также в местах прохождения трубопроводов, возможны аварии, которые приводят к разливам нефтепродуктов.

Цель нашего исследования заключается в изучении методов, позволяющих решить проблему разливов нефти. Согласно требованиям российского законодательства, все организации, специализирующиеся на добычи, переработке, а также транспортировке и последующим хранением нефти и нефтепродуктов, должны иметь план по ликвидации аварийных разливов этих продуктов. Для этого на таких предприятиях разрабатываются планы по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов.

Для начала разберемся, что является разливом нефти и как они классифицируются.

Разлив нефти – это сброс сырой нефти, нефтепродуктов, смазочных материалов, смесей, содержащих нефть, и очищенных углеводородов в окружающую среду, произошедший в результате аварийной ситуации при добыче, транспортировке и хранении нефти

Разливы нефти классифицируют по месту разлива:

1) разливы на водной поверхности (реки, озера, моря)

2) разливы на поверхности земли(леса, болота)

3)разливы на промышленных объектах

Существует больше множество способов ликвидации разливов, учитывающих специфику каждого вида. В данной работе мы рассмотрим физико-химические методы ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов.

Данный способ эффективен при небольшой площади разлива или если образуется очень тонкий слой разлива, что существенно усложняет ликвидацию разлива например, механическим способом.

Физико-химические методы ликвидации разливов нефти:

К физико-химическим методам относят методы, основанные на таких процессах как коагулиция, флокуляция, адсорбция, абсорбция, ионного обмена, сжигания, экстракция, подача сжатого воздуха (барботаж), коалесценция, адгезия, флотация и других физическо-химических процессах.

Адгезия-это связь между разнородными телами , обусловленное межмолекулярным взаимодействием или химической связью. Такими материалами являются сплавы алюминия и пластмассы.

Диспергирование- тонкое измельчение твердых тел в различных средах, приводящее к образованию дисперсных систем.

Диспергенты – средства, активизирующие естественное рассеивание глобул нефти и газового конденсата в толще воды. Диспергенты, смешанные с нефтью, образуют эмульсии, которые скатываются с поверхности, не прилипая.

В состав диспергентов входит 30 — 40 % поверхностно-активных веществ, 50- 70 % растворителя, 5- 10 % стабилизатора. Поверхностно-активные вещества уменьшают поверхностное натяжение воды и рассеивают нефтепродукты, растворители  (углеводороды, спирты, вода) и добавки (фосфаты, щелочи, красители, ароматические вещества).Наряду с преимуществами существует и недостаток, такой как высокая токсичность.

Сорбирование базируется на двух основных явлениях- адсорбции и адсорбции. Метод ппозволяет удерживать молекулы загрязнителя(нефти) на поверхности твердого вещества.

Сорбент- это жидкое или твердое вещество, которое в гетерогенной системе является поглотителем. Существует большое разнообразие материалов, которые используют в качестве сорбентов, например, кора, торф, бумажная масса, банасса (выжимки сахарного тростника), солома, а также синтетические (полипропилен и др), которые являются самыми эффективными для сбора нефти.

Сорбент должен не вступать во взаимодействие с водой, т.е. быть олеофильным и гидрофобным. Вещества действуют по принципу абсорбции и адсорбции. Наиболее часто применяемым является второй вид. Процесс адсорбции подразумевает притягивание нефтепродуктов к поверхности вещества, а процесс абсорбции подразумевают всасывание их в частицы вещества.

Процесс экстракции заключается в избирательном извлечении компонентов нефти при ее обработке специальными растворителями, которые хорошо растворяют нефть и практически не влияют на другие компоненты. Применяемы растворители иначе называются избирательными или селективными.

После данного процесса образуется гетерогенная система, которая складывается из двух жидких фаз - экстракта, состоящего из растворителя и нефти, и рафината, который включает в свой состав не извлечённые компоненты и растворитель. Данные растворы образуют расслаивающуюся систему, которую необходимо разделить. Чаще всего далее используют метод отстаивания под действием гравитационных или центробежных сил.

Флотация - метод, который подходит для удаления разливов нефти на воде. Он предполагает прилипание коллоидных частиц нефтепродуктов к воздушным пузырькам, которые создаются искусственно при помощи специального комплекса устройств – электрофлотатора, с последующим их всплыванием и удалением с поверхности.

Коагуляция также является одним из методов очистки сточных вот от разливов нефти. При коагуляции происходит слипание или так называемое укрупление мелких коллоидных веществ, происходящих под действием сил молекулярного притяжения и температуры.

В результате нашего исследования, мы определили, что существует большое количество физико-химических методов подходящих для локализации и удаления разливов нефти и нефтепродуктов.

Вывод

Вред, наносимый аварийными разливами нефтепродуктов, нельзя недооценивать. Поэтому необходимо продолжать исследования и разрабатывать новые технологии, позволяющие в короткое время и без ущерба для окружающей среды ликвидировать последствия подобных аварий.

Список литературы :

Использование адсорбционных методов очистки нефти от примесей различной природы Боровская Л.В., Деркач Е.Ю.В сборнике: СТУДЕНЧЕСКИЙ НАУЧНЫЙ ФОРУМ - 2018 2018.

Электронный УМКД "Физическая и коллоидная химия: учебно-методический комплекс дисциплины для специальностей технологического направления"Боровская Л.В.ФГУП НТЦ «ИНФОРМРЕГИСТР». Москва, 2010.

Термодинамические свойства природных олигомеров Данилин В.Н., Боровская Л.В., Доценко С.П.В книге: Термодинамика и материаловедение полупроводников Тезисы докладов. 1997. С. 127.

Биоразложение пав и расчет удельной адсорбции.Рогожева И.И., Шадрина Д.С., Боровская Л.В.Физико-химический анализ свойств многокомпонентных систем. 2009. № 7. С. 3.

Электрокоагуляционная очистка воды от коллоидных пав Боровская Л.В., Доценко С.П.Современные наукоемкие технологии. 2010. № 4. С. 76-78.

Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов Воробьев Ю.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И.2005

Современные методы и средства борьбы с разливами нефти: Научно-практическое пособие. - СПб.: Центр-Техинформ, 2000. Вылкован А.И., Венцюлис Л.С, Зайцев В.М., Филатов В.Д.

Технические средства ликвидации разливов нефтепродуктов на морях, реках и водоемах: Справочное пособие. - Ростов-на-Дону, 1996.  Гвоздиков В.К., Захаров В.М. 

Код для цитирования: Скопировать