Введение
Наша страна — родина первого промышленного способа переработки нефти. Уже в 1823 году вМоздоке был построен первый в мире нефтеперегонный завод. В 1885-1886 годахизобрели первые машины на тяге двигателя внутреннего сгорания. С этого моментачеловечество попало в жесткую зависимость от энергоносителей. Внедрение ДВС вовсе сферы человеческой жизни — от промышленного производства до персональноготранспорта и домашних электрогенераторов — с каждым годом повышает потребностьв топливе.
Несмотря напостоянное ужесточение норм безопасности, перевозка нефтепродуктов остаетсягубительной для окружающей среды. Представители международных экологоохранныхорганизаций считают, что мер, принятых на сегодняшний день для охраны природыот нефтяных загрязнений, недостаточно. Особенно опасны морские и речныетанкеры. Потому необходимы такие меры как вывод из эксплуатации устаревших иоднокорпусных судов, выработка четкого плана по ликвидации нефтяныхзагрязнений.
Высокие требованияк безопасности заставляют предприятия-нефтеперевозчиков модернизироватьматериально-техническую базу. Введение новых современных образцов цистерн,контейнеров, емкостей, оборудованных системами контроля давления, температуры,влажности и других параметров требует больших материальных вложений. Именнопоэтому в условиях рынка конкурентоспособными оказываются крупные компании,работающие, как правило, по полному циклу. Это значит, что предприятие самодобывает, перерабатывает, хранит и транспортирует нефтепродукты.
Нефте-газоваяотрасль быстро становится крайне высокотехнологичным производством. И хотявыделяется целая группа стран, о соблюдении экологических норм в которых частозабывают, в целом производство и транспортировка нефтепродуктов становятсябезопаснее. Темпы роста объемов потребления, открытие новых месторождений нефтии газа напрямую ведут к усовершенствованию имеющихся и созданию новых видовтранспорта.
Транзит нефтии таких нефтепродуктов как мазут, дизельное топливо и бензин в современном мирепредставляет собой сложную комплексную систему, формирование которойпроисходило и происходит под влиянием многих факторов. Среди них наиболеезначительными следует признать геополитические, экономические и экологические.Конкретизация этих факторов приведет нас к таким понятиям как энергетическаябезопасность страны, политические и экономические отношения со странамитранзита, оптимизация маршрутов и стратегия внутреннего развития страны, атакже социо-экологические ограничения. Все они в той или иной степениформировали тенденции изменений условий транзита нефтепродуктов. Сейчас можновыделить следующие способы транспортировки нефти и нефтепродуктов: трубопровод,танкеры, железнодорожный и автотранспорт. В России основные перевозки нефтиприходятся на долю трубопроводного транспорта, а нефтепродуктов — на долюжелезнодорожного. За пределы России нефтепродукты попадают через самую большуюв мире систему трубопроводов, а также через морские порты.
К общимусловиям транзита относятся направление и дальность транзитных маршрутов, методтранспортировки и ценовая политика участников транзита. Метод транзитаоценивается при сравнении рентабельности, и здесь первенство удерживают системытрубопроводов, так как цена перевозки нефтепродуктов по железной дорогесоставляет более 30% от конечной цены, в то время как стоимость транспортировкипо трубопроводу — 10-15%. Однако разветвленность железнодорожных магистралей нафоне жесткой привязки системы нефтепродуктопроводов к нефтеперерабатывающимзаводам (НПЗ) обеспечивает доминирующее положение железнодорожного транспортана рынке внутренних транзитных услуг. Несомненно, что некоторые страны, черезтерриторию которых проходят транзитные маршруты, умело пользуются своимгеографическим положением при согласовании транзитных цен. Поэтому формированиецен, а тем более несанкционированный забор нефтепродуктов, как это было недавнов случае с Белоруссией, серьезно сказываются на условиях и, прежде всего,интенсивности транзита. Направления транзитных маршрутов олицетворяютсобой смесь экономической рентабельности и политической стратегии. На данныймомент традиционным является центрально-европейское направление: нефтепродуктытранспортируются по двум маршрутам: северному — в Польшу и Германию, и южному — на нефтеперерабатывающие заводы Чехии, Словакии, Венгрии, Хорватии и Югославии.Также активно используются черноморские порты: Туапсе и Новороссийск. К этомунаправлению (каспийско-черноморско-средиземноморскому) относится и транзитнефтепродуктов уже через территорию России из Азербайджана, Туркмении иКазахстана. Северное направление нефтепровода «Дружба» выходит настраны Балтии и рассматривается как сфера совместного использования Россией — для транспортировки своих нефтепродуктов, странами СНГ — для возможногоувеличения транзита через территорию России.
Подготовка нефти к транспортировке
На начальном этапе разработкинефтяных месторождений, как правило, добыча нефти происходит из фонтанирующихскважин практически без примеси воды. Однако на каждом месторождении наступаеттакой период, когда из пласта вместе с нефтью поступает вода сначала в малых, азатем все в больших количествах. Примерно две трети всей нефти добывается вобводненном состоянии. Пластовые воды, поступающие из скважин различныхместорождений, могут значительно отличаться по химическому ибактериологическому составу. При извлечении смеси нефти с пластовой водойобразуется эмульсия, которую следует рассматривать как механическую смесь двухнерастворимых жидкостей, одна из которых распределяется в объеме другой в видекапель различных размеров. Наличие воды в нефти приводит к удорожаниютранспорта в связи с возрастающими объемами транспортируемой жидкости иувеличением ее вязкости.
Присутствие агрессивных водныхрастворов минеральных солей приводит к быстрому износу какнефтеперекачивающего, так и нефтеперерабатывающего оборудования. Наличие внефти даже 0,1% воды приводит к интенсивному вспениванию ее в ректификационныхколоннах нефтеперерабатывающих заводов, что нарушает технологические режимыпереработки и, кроме того, загрязняет конденсационную аппаратуру.
Легкие фракции нефти (углеводородныегазы от этана до пентана) являются ценным сырьем химической промышленности, изкоторого получаются такие продукты, как растворители, жидкие моторные топлива,спирты, синтетический каучук, удобрения, искусственное волокно и другиепродукты органического синтеза, широко применяемые в промышленности. Поэтомунеобходимо стремиться к снижению потерь легких фракций из нефти и к сохранениювсех углеводородов, извлекаемых из нефтеносного горизонта для последующей ихпереработки.
Современные комплексныенефтехимические комбинаты выпускают как различные высококачественные масла итоплива, так и новые виды химической продукции. Качество вырабатываемойпродукции во многом зависит от качества исходного сырья, т. е. нефти. Если впрошлом на технологические установки нефтеперерабатывающих заводов шла нефть ссодержанием минеральных солей 100—500 мг/л, то в настоящее время требуетсянефть с более глубоким обессоливанием, а зачастую перед переработкой нефтиприходится полностью удалять из нее соли.
Наличие в нефти механических примесей(породы пласта) вызывает абразивный износ трубопроводов, нефтеперекачивающегооборудования, затрудняет переработку нефти, образует отложения в холодильниках,печах и теплообменниках, что приводит к уменьшению коэффициента теплопередачи ибыстрому выходу их из строя. Механические примеси способствуют образованиютрудноразделимых эмульсий.
Присутствие минеральных солей в видекристаллов в нефти и раствора в воде приводит к усиленной коррозии металлаоборудования и трубопроводов, увеличивает устойчивость эмульсии, затрудняетпереработку нефти. Количество минеральных солей, растворенных в воде,отнесенное к единице ее объема, называется общей минерализацией.
При соответствующих условиях частьхлористого магния (MgCl) и хлористогокальция (CaCl), находящихся в пластовой воде,гидролизуется с образованием соляной кислоты. В результате разложения сернистыхсоединений при переработке нефти образуется сероводород, который в присутствииводы вызывает усиленную коррозию металла. Хлористый водород в растворе водытакже разъедает металл. Особенно интенсивно идет коррозия при наличии в водесероводорода и соляной кислоты. Требования к качеству нефти в некоторых случаяхдовольно жесткие: содержание солей не более 40 мг/л при наличии воды до 0,1%.
Эти и другие причины указывают нанеобходимость подготовки нефти к транспорту. Собственно подготовка нефтивключает: обезвоживание и обессоливание нефти и полное или частичное ее разгазирование.
Способытранспортировки нефти
С ростомдобычи увеличивались объемы транспортировки нефтепродуктов, совершенствовалисьспособы доставки. Долгое время это делалось весьма примитивно, караваннымспособом. Деревянные бочонки и бурдюки наполнялись нефтью или керосином,грузились на повозки и таким образом доставлялись до места. Или же по воде — вдубовых, а позже стальных бочках. Такой способ транспортировки был очень дорог,стоимость нефтепродуктов была слишком высока. В итоге, первой начав производствокеросина, Россия оказалась не в состоянии поставлять его по приемлемым ценамдаже на внутренний рынок: керосин закупался в Америке. В 1863 году этойпроблемой заинтересовался Д.И. Менделеев. В качестве выхода он предложилперевозить нефтепродукты не в бочках, а в специально оборудованных трюмах судовметодом налива. Этот метод перевозки получил название «русскийспособ». Через десять лет, когда идея была реализована братьямиАртемьевыми и полностью себя оправдала, способ, предложенный великим русскимученым, стал применяться повсеместно.
Ещё однимудобным способом транспортировки нефтепродуктов стал железнодорожный транспорт.В 1878 году, с целью удовлетворения стремительно растущего спроса нанефтепродукты, был издан указ о создании железнодорожной ветки Баку — Сураханы- Сабунчи длиной 20 км. Ее строительство было закончено 20 января 1880 года.Нефть впервые стали перевозить в специальных цистернах. Географияжелезнодорожных нефтеперевозок от мест добычи на нефтеперерабатывающие заводы,в хранилища или потребителям, привязана к так называемых нефтегазовымбассейнам. Некоторые железнодорожные направления — такие как Уральское,Нефте-Камское, Восточно-Сибирское, Бакинское, практически полностью загруженыподвижными составами с грузами нефти и ГСМ. Объемы таких перевозок чрезвычайновелики: на настоящее время только по Азербайджанской железной дороге перевозятежегодно до 14 млн. тонн нефти и нефтепродуктов. Более того, наблюдается ростобъемов перевозок. Так в 2005 году ОАО «РЖД» доставило в Китай 9,3млн тонн нефтепродуктов, в 2006 — 10,2 млн тонн. Пропускная способность границыпозволяет РЖД поставить в 2007 году 15 млн тонн нефти и ГСМ в Китай.Общемировой объем железнодорожных нефтеперевозок возрастает каждый год на 3-4%, а в России этот показатель достигает 6%.
Несмотря наудобство железнодорожного способа перевозки нефтепродуктов на большиерасстояния, нефтепродукты — такие как бензин, ДТ, или сжиженный газ — нанебольшие расстояния до места реализации оптимально доставлять автоцистернами.Перевозка топлива таким способом заметно повышает его потребительскуюстоимость. Рентабельность автоперевозок ограничивается расстоянием в 300-400километров, что определяет их локальный характер — от нефтебазы до заправочнойстанции и обратно. У каждого вида транспортировки имеются свои плюсы иминусы. Наиболее быстрый воздушный способ очень дорог, требует особых мербезопасности, потому этим способом доставки пользуются редко — в случаяхэкстренной необходимости или невозможности доставить ГСМ иным путем. Например,в военных целях или в случаях фактической недоступности местности для иных,кроме воздушного, видов транспорта.
Большинствонефтепромыслов находится далеко от мест переработки или сбыта нефти, поэтомубыстрая и экономичная доставка «черного золота» жизненно важна для процветанияотрасли.
Самым дешевыми экологически безопасным способом транспортировки нефти являются нефтепроводы.Нефть в них движется со скоростью до 3 м/сек под воздействием разницы вдавлении, создаваемой насосными станциями. Их устанавливают с интервалом в70-150 километров в зависимости от рельефа трассы. На расстоянии в 10-30километров в трубопроводах размещают задвижки, позволяющие перекрыть отдельныеучастки при аварии. Внутренний диаметр труб, как правило, составляет от 100 до1400 миллиметров. Их делают из высокопластичных сталей, способных выдержатьтемпературные, механические и химические воздействия. Постепенно все большуюпопулярность обретают трубопроводы из армированного пластика. Они не подверженыкоррозии и обладают практически неограниченным сроком эксплуатации.
Нефтепроводыбывают подземными и наземными. У обоих типов есть свои преимущества. Наземныенефтепроводы легче строить и эксплуатировать. В случае аварии значительно легчеобнаружить и устранить повреждение на трубе, проведенной над землей. В то жевремя подземные нефтепроводы менее подвержены влиянию изменений погодныхусловий, что особенно важно для России, где разница зимних и летних температурв некоторых регионах не имеет аналогов в мире. Трубы можно проводить и по днуморя, но поскольку это сложно технически и требует больших затрат, большиепространства нефть пересекает при помощи танкеров, а подводные трубопроводычаще используют для транспортировки нефти в пределах одного нефтедобывающегокомплекса.
Различают тривида нефтепроводов. Промысловые, как понятно из названия, соединяют скважины сразличными объектами на промыслах. Межпромысловые ведут от одного месторожденияк другому, магистральному нефтепроводу или просто относительно удаленномупромышленному объекту, находящемуся за пределами исходного нефтедобывающегокомплекса. Магистральные нефтепроводы прокладывают для доставки нефти отместорождений до мест перевалки и потребления, к которым, в том числе,относятся нефтебазы, нефтеналивные терминалы, нефтеперерабатывающие заводы.
Теоретическиеи практические основы строительства нефтепроводов разработал знаменитый инженерВ.Г. Шухов, автор проекта телевизионной башни на Шаболовке. Под егоруководством в 1879 году на Апшеронском полуострове создали первый в Российскойимперии промысловый нефтепровод для доставки нефти с Балаханского месторожденияна нефтеперерабатывающие заводы Баку. Его длина составила 12 километров. А в1907 году также по проекту В.Г. Шухова построили первый магистральныйнефтепровод длиной 813 километров, соединивший Баку и Батуми. Онэксплуатируется по сей день. Сегодня общая протяженность магистральныхнефтепроводов в нашей стране составляет около 50 тысяч километров. Отдельныенефтепроводы часто объединяются в крупные системы. Наиболее протяженная из них– «Дружба», построенная в 1960-е годы для доставки нефти из Восточной Сибири вВосточную Европу (8 900 км). В Книгу рекордов Гиннеса внесен самый длинный насегодня трубопровод в мире, длина которого составляет 3 787,2 километра. Онпринадлежит компании Интерпровиншл Пайплайн Инкорпорейтед (Interprovincial PipeLine Inc.) и протягивается через весь Североамериканский континент от Эдмонтонав канадской провинции Альберта до Чикаго и далее до Монреаля. Однако этотрезультат недолго будет сохранять лидерские позиции. Длина строящегося внастоящее время нефтепровода «Восточная Сибирь – Тихий Океан» (ВСТО) составит 4770 километров. Проект был разработан и реализуется корпорацией «Транснефть».Нефтепровод пройдет вблизи от месторождений Восточной Сибири и ДальнегоВостока, что даст стимул для более эффективной работы нефтедобывающихкомплексов, развития инфраструктуры и создания новых рабочих мест. Нефтькрупнейших российских компаний, таких как «Роснефть», «Сургутнефтегаз»,«ТНК-ВР» и «Газпром нефть», будет доставляться к потребителям вАзиатско-Тихоокеанском регионе, где экономика развивается наиболее динамично ипостоянно растут потребности в энергоресурсах. По масштабам и значению дляразвития экономики страны ВСТО сопоставим с Байкало-Амурской железнодорожноймагистралью.
Посколькуприменение трубопроводов экономически выгодно, а работают они в любую погоду ив любое время года, это средство транспортировки нефти действительно незаменимо– особенно для России, с ее огромными территориями и сезонными ограничениями наиспользование водного транспорта. Тем не менее, основной объем международныхперевозок нефти осуществляют танкеры.
Удобнымтранспортом для перевозки нефти и топлива являются морские и речные танкеры.Речные нефтеперевозки, в сравнении с железнодорожными, снижают затраты на10-15%, и на 40% в сравнении с автомобильными.
Развитиюотрасли способствует модернизация специализированной инфраструктуры. ВЛенинградской области по реке Неве транспортируется около 5 млн тонннефтепродуктов в год. Строительство новых нефтеналивных и портовых комплексов в2007-2008 годах увеличит эти объемы в двое, а общий объем перевозок по Финскомузаливу с 30-40 млн тонн увеличится до 100 млн тонн в год.
Малотоннажныетанкеры используются для специальных целей – в том числе для перевозок битумов;танкеры общего назначения, обладающие дедвейтом (общим весом грузов, которыепринимает судно) в 16 500-24 999 тонн, применяются для перевозкинефтепродуктов; среднетоннажные танкеры (25 000-44 999 тонн) – для доставки какнефтепродуктов, так и нефти. Крупнотоннажными считаются танкеры дедвейтом более45 000 тонн, и на них приходится основная нагрузка по транспортировке нефтиморским путем. Для транспортировки нефти по речным артериям используют баржидедвейтом 2 000 – 5 000 тонн. Первый в мире танкер, «наливнойпароход» под именем «Зороастр», был построен в 1877 году по заказу«Товарищества братьев Нобель» на верфях шведского города Мотала. Пароходгрузоподъемностью 15 тысяч пудов (около 250 тонн) использовался для доставки керосинаналивом из Баку в Царицын (ныне Волгоград) и Астрахань. Современныетанкеры – это гигантские суда. Впечатляющие размеры объясняются экономическим«эффектом масштаба». Стоимость перевозки одного барреля нефти на морских судахобратно пропорциональна их размерам. Кроме того, число членов экипажа большогои среднего танкера примерно одинаково. Поэтому корабли-гиганты значительносокращают расходы компаний на транспортировку. Однако не все морские порты всостоянии принять у себя супер-танкер. Для таких гигантов нужны глубоководныепорты. Так, например, большинство российских портов из-за ограничений пофарватеру не способно принимать танкеры с дедвейтом более 130-150 тысяч тонн.
Грузовыепомещения танкера разделены несколькими поперечными и одной-тремя продольнымипереборками на резервуары – танки. Некоторые из них служат только для приемаводного балласта. Доступ к танкам можно получить с палубы – через горловинынебольшого размера с плотными крышками. Для снижения риска утечки нефти инефтепродуктов в результате аварий в 2003 году Международная морскаяорганизация одобрила предложения Евросоюза об ускорении вывода из эксплуатацииоднокорпусных нефтяных танкеров. Уже с апреля 2008 года запрещены перевозкивсех тяжелых видов топлива на судах, не оборудованных двойным корпусом.
Нефть инефтепродукты загружают в танкеры с берега, а разгрузку ведут при помощикорабельных насосов и трубопроводов, проложенных в танках и вдоль палубы.Однако супертанкеры дедвейтом более 250 тысяч тонн, как правило, просто немогут зайти в порт, будучи полностью загруженными. Их заполняют с морскихплатформ и разгружают, перекачивая жидкое содержимое на танкеры меньшегоразмера.
Сегодня моряи океаны мира бороздят более 4000 танкеров. Большинство из них принадлежатнезависимым судоходным компаниям. Нефтяные корпорации заключают с ними договорыфрахтования, получая право на использование судна.
Обеспечение технической иэкологической безопасности в процессе транспортировки нефти
Одним из наиболее перспективных путейограждения среды от загрязнения является создание комплексной автоматизации процессовдобычи, транспорта и хранения нефти. В нашей стране такая система впервые быласоздана в 70-х гг. и применена в районах Западной Сибири. Потребовалось создатьновую унифицированную технологию добычи нефти. Раньше, например, на промыслахне умели транспортировать нефть и попутный газ совместно по одной системетрубопроводов. С этой целью сооружались специальные нефтяные и газовыекоммуникации с большим количеством объектов, рассредоточенных на обширныхтерриториях. Промыслы состояли из сотен объектов, причем в каждом нефтяномрайоне их строили по-своему, это не позволяло связать их единой системойтелеуправления. Естественно, что при такой технологии добычи и транспорта многопродукта терялось за счет испарения и утечки. Специалистам удалось, используяэнергию недр и глубинных насосов, обеспечить подачу нефти от скважины кцентральным нефтесборным пунктам без промежуточных технологических операций.Число промысловых объектов сократилось в 12-15 раз.
По пути герметизации систем сбора,транспорта и подготовки нефти идут и другие крупные нефтедобывающие страныземного шара. В США, например, некоторые промыслы, расположенные вгустонаселенных районах, искусно скрыты в домах. В прибрежной зоне курортногогородах Лонг-Бич (Калифорния) построено четыре искусственных острова, гдепроизводится разработка морских площадей. С материком эти своеобразные промыслысвязаны сетью трубопроводов длиной свыше 40 км и электрокабелем протяженностью16,5 км. Площадь каждого острова 40 тыс.м2, здесь можно разместитьдо 200 эксплуатационных скважин с комплектом необходимого оборудования. Всетехнологические объекты декорированы — они спрятаны в башни из цветногоматериала, вокруг которых размещены искусственные пальмы, скалы и водопады.Вечером и ночью вся эта бутафория подсвечивается цветными прожекторами, чтосоздает весьма красочное экзотическое зрелище, поражающее воображениемногочисленных отдыхающих и туристов.
Итак, можно сказать, что нефть — этодруг, с которым надо держать ухо востро. Небрежное обращение с „черным золотом"может обернуться большой бедой. Вот еще один пример того, как излишняя любовь кнему привела к неприятным последствиям. Речь пойдет об уже упоминавшемся заводепо производству белково-витаминного концентрата (БВК) в г. Кириши. Каквыяснилось, производство этого продукта и его применение чревато серьезнымипоследствиями. Первые опыты были обнадеживающими. Однако в дальнейшемоказалось, что у животных при использовании БВК происходит глубокая патология вкрови и в некоторых органах, во втором поколении снижается плодовитость ииммунологическая реакция. Вредные соединения (паприн) через мясо животныхпопадают к человеку и также оказывают на него неблагоприятное влияние.Производство БВК сопряжено с загрязнением окружающей среды. В частности в г.Кириши завод не был снабжен необходимой очистительной системой, что привело к систематическомувыбросу в атмосферу белковых веществ, вызывающих аллергию и астму. Учитываяэто, ряд зарубежных стран (Италия, Франция, Япония) приостановили у себяпроизводство БВК.
Все это говорит о том, чтоиспользование нефти и нефтепродуктов должно быть весьма аккуратным, продуманными дозированным. Нефть требует к себе внимательного отношения. Это необходимопомнить не только каждому нефтянику, но и всем, кто имеет дело с продуктами нефтехимии.
Аварийные разливы нефти: средствалокализации и методы ликвидации
Аварийные разливы нефти инефтепродуктов, имеющие место на объектах нефтедобывающей инефтеперерабатывающей промышленности, при транспорте этих продуктов наносятощутимый вред экосистемам, приводят к негативным экономическим и социальнымпоследствиям.
В связи с увеличением количествачрезвычайных ситуаций, которое обусловлено ростом добычи нефти, износомосновных производственных фондов (в частности, трубопроводного транспорта), атакже диверсионными актами на объектах нефтяной отрасли, участившимися впоследнее время, негативное воздействие разливов нефти на окружающую средустановится все более существенным. Экологические последствия при этом носяттрудно учитываемый характер, поскольку нефтяное загрязнение нарушает многиеестественные процессы и взаимосвязи, существенно изменяет условия обитания всехвидов живых организмов и накапливается в биомассе.
Несмотря на проводимую в последнеевремя государством политику в области предупреждения и ликвидации последствийаварийных разливов нефти и нефтепродуктов, данная проблема остается актуальнойи в целях снижения возможных негативных последствий требует особого внимания кизучению способов локализации, ликвидации и к разработке комплекса необходимыхмероприятий.
Локализация и ликвидация аварийныхразливов нефти и нефтепродуктов предусматривает выполнение многофункциональногокомплекса задач, реализацию различных методов и использование техническихсредств. Независимо от характера аварийного разлива нефти и нефтепродуктов(ННП) первые меры по его ликвидации должны быть направлены на локализацию пятенво избежание распространения дальнейшего загрязнения новых участков иуменьшения площади загрязнения.
Боновыезаграждения
Основными средствами локализацииразливов ННП в акваториях являются боновые заграждения. Их предназначениемявляется предотвращение растекания нефти на водной поверхности, уменьшениеконцентрации нефти для облегчения процесса уборки, а также отвод (траление)нефти от наиболее экологически уязвимых районов.
В зависимости от применения боныподразделяются на три класса:
I класс — для защищенных акваторий(реки и водоемы);
II класс — для прибрежной зоны (дляперекрытия входов и выходов в гавани, порты, акватории судоремонтных заводов);
III класс — для открытых акваторий.
Боновые заграждения бывают следующихтипов:
самонадувные — для быстрогоразворачивания в акваториях;
тяжелые надувные — для ограждениятанкера у терминала;
отклоняющие — для защиты берега,ограждений ННП;
несгораемые — для сжигания ННП наводе;
сорбционные — для одновременногосорбирования ННП.
Все типы боновых заграждений состоятиз следующих основных элементов:
· поплавка,обеспечивающего плавучесть бона;
· надводной части,препятствующей перехлестыванию нефтяной пленки через боны (поплавок и надводнаячасть иногда совмещены);
· подводной части(юбки), препятствующей уносу нефти под боны;
груза (балласта), обеспечивающеговертикальное положение бонов относительно поверхности воды;
· элементапродольного натяжения (тягового троса), позволяющего бонам при наличии ветра,волн и течения сохранять конфигурацию и осуществлять буксировку бонов на воде;
· соединительныхузлов, обеспечивающих сборку бонов из отдельных секций; устройств длябуксировки бонов и крепления их к якорям и буям.
При разливах ННП в акваториях рек,где локализация бонами из-за значительного течения затруднена или вообщеневозможна, рекомендуется сдерживать и изменять направление движения нефтяногопятна судами-экранами, струями воды из пожарных стволов катеров, буксиров истоящих в порту судов.
Дамбы
В качестве локализующих средств приразливе ННП на почве применяют целый ряд различных типов дамб, а такжесооружение земляных амбаров, запруд или обваловок, траншей для отвода ННП.Использование определенного вида сооружений обуславливается рядом факторов:размерами разлива, расположением на местности, временем года и др.
Для сдерживания разливов известныследующие типы дамб: сифонная и сдерживающая дамбы, бетонная дамба донногостока, переливная плотинная дамба, ледяная дамба. После того как разлившуюсянефть удается локализовать и сконцентрировать, следующим этапом является ееликвидация.
Методы ликвидации
Существует несколько методовликвидации разлива ННП: механический, термический, физико-химический ибиологический.
Одним из главных методов ликвидацииразлива ННП является механический сбор нефти. Наибольшая эффективность егодостигается в первые часы после разлива. Это связано с тем, что толщина слоянефти остается еще достаточно большой. (При малой толщине нефтяного слоя,большой площади его распространения и постоянном движении поверхностного слояпод воздействием ветра и течения процесс отделения нефти от воды достаточнозатруднен.) Помимо этого осложнения могут возникать при очистке от ННП акваторийпортов и верфей, которые зачастую загрязнены всевозможным мусором, щепой,досками и другими предметами, плавающими на поверхности воды.
Термический метод, основанный навыжигании слоя нефти, применяется при достаточной толщине слоя инепосредственно после загрязнения, до образования эмульсий с водой. Этот метод,как правило, применяется в сочетании с другими методами ликвидации разлива.
Физико-химический метод сиспользованием диспергентов и сорбентов рассматривается как эффективный в техслучаях, когда механический сбор ННП невозможен, например при малой толщинепленки или когда разлившиеся ННП представляют реальную угрозу наиболееэкологически уязвимым районам.
Биологический метод используетсяпосле применения механического и физико-химического методов при толщине пленкине менее 0,1 мм.
При выборе метода ликвидации разливаННП нужно исходить из следующих принципов:
o все работы должныбыть проведены в кратчайшие сроки;
o проведениеоперации по ликвидации разлива ННП не должно нанести больший экологическийущерб, чем сам аварийный разлив.
Скиммеры
Для очистки акваторий и ликвидацииразливов нефти используются нефтесборщики, мусоросборщики и нефтемусоросборщикис различными комбинациями устройств для сбора нефти и мусора.
Нефтесборные устройства, или скиммеры,предназначены для сбора нефти непосредственно с поверхности воды. В зависимостиот типа и количества разлившихся нефтепродуктов, погодных условий применяютсяразличные типы скиммеров как по конструктивному исполнению, так и по принципудействия.
По способу передвижения или креплениянефтесборные устройства подразделяются на самоходные; устанавливаемыестационарно; буксируемые и переносные на различных плавательных средствах. Попринципу действия — на пороговые, олеофильные, вакуумные и гидродинамические.
Пороговые скиммеры отличаютсяпростотой и эксплуатационной надежностью, основаны на явлении протеканияповерхностного слоя жидкости через преграду (порог) в емкость с более низкимуровнем. Более низкий уровень до порога достигается откачкой различными способамижидкости из емкости.
Олеофильные скиммеры отличаютсянезначительным количеством собираемой совместно с нефтью воды, малойчувствительностью к сорту нефти и возможностью сбора нефти на мелководье, взатонах, прудах при наличии густых водорослей и т.п. Принцип действия данныхскиммеров основан на способности некоторых материалов подвергать нефть инефтепродукты налипанию.
Вакуумные скиммеры отличаются малоймассой и сравнительно малыми габаритами, благодаря чему легко транспортируютсяв удаленные районы. Однако они не имеют в своем составе откачивающих насосов итребуют для работы береговых или судовых вакуумирующих средств.
Большинство этих скиммеров попринципу действия являются также пороговыми. Гидродинамические скиммерыоснованы на использовании центробежных сил для разделения жидкости различнойплотности — воды и нефти. К этой группе скиммеров также условно можно отнестиустройство, использующее в качестве привода отдельных узлов рабочую воду,подаваемую под давлением гидротурбинам, вращающим нефтеоткачивающие насосы инасосы понижения уровня за порогом, либо гидроэжекторам, осуществляющимва-куумирование отдельных полостей. Как правило, в этих нефтесборныхустройствах также используются узлы порогового типа.
В реальных условиях по мереуменьшения толщины пленки, связанной с естественной трансформацией поддействием внешних условий и по мере сбора ННП, резко снижаетсяпроизводительность ликвидации разлива нефти. Также на производительность влияютнеблагоприятные внешние условия. Поэтому для реальных условий веденияликвидации аврийного разлива производительность, например, порогового скиммеранужно принимать равной 10-15% производительности насоса.
Нефтесборныесистемы
Нефтесборные системы предназначеныдля сбора нефти с поверхности моря во время движения нефтесборных судов, тоесть на ходу. Эти системы представляют собой комбинацию различных боновыхзаграждений и нефтесборных устройств, которые применяются также и встационарных условиях (на якорях) при ликвидации локальных аварийных разливов сморских буровых или потерпевших бедствие танкеров.
По конструктивному исполнениюнефтесборные системы делятся на буксируемые и навесные.
Буксируемые нефтесборные системы дляработы в составе ордера требуют привлечения таких судов, как:
— буксиры с хорошейуправляемостью при малых скоростях;
— вспомогательныесуда для обеспечения работы нефтесборных устройств (доставка, развертывание,подача необходимых видов энергии);
— суда для приема инакопления собранной нефти и ее доставки.
Навесные нефтесборные системы навешиваютсяна один или два борта судна. При этом к судну предъявляются следующиетребования, необходимые для работы с буксируемыми системами:
· хорошееманеврирование и управляемость на скорости 0,3-1,0 м/с;
· развертывание иэнергообеспечение элементов нефтесборной навесной системы в процессе работы;
накопление собираемой нефти взначительных количествах.
Специализированныесуда
К специализированным судам дляликвидации аварийных разливов ННП относятся суда, предназначенные дляпроведения отдельных этапов или всего комплекса мероприятий по ликвидацииразлива нефти на водоемах. По функциональному назначению их можно разделить наследующие типы:
· нефтесборщики — самоходные суда, осуществляющие самостоятельный сбор нефти в акватории;
· бонопостановщики- скоростные самоходные суда, обеспечивающие доставку в район разлива нефтибоновых заграждений и их установку;
· универсальные — самоходные суда, способные обеспечить большую часть этапов ликвидации аварийныхразливов ННП самостоятельно, без дополнительных плавтехсредств.
Диспергенты исорбенты
Как говорилось выше, в основефизико-химического метода ликвидации разливов ННП лежит использованиедиспергентов и сорбентов.
Диспергенты представляют собойспециальные химические вещества и применяются для активизации естественногорассеивания нефти с целью облегчить ее удаление с поверхности воды раньше, чемразлив достигнет более экологически уязвимого района.
Для локализации разливов ННПобосновано применение и различных порошкообразных, тканевых или боновых сорбирующихматериалов. Сорбенты при взаимодействии с водной поверхностью начинаютнемедленно впитывать ННП, максимальное насыщение достигается в период первыхдесяти секунд (если нефтепродукты имеют среднюю плотность), после чегообразуются комья материала, насыщенного нефтью.
Биоремедитация
Биоремедитация — это технологияочистки нефтезагрязненной почвы и воды, в основе которой лежит использованиеспециальных, углеводородоокисляющих микроорганизмов или биохимическихпрепаратов.
Число микроорганизмов, способных ассимилироватьнефтяные углеводороды, относительно невелико. В первую очередь это бактерии, восновном представители рода Pseudomonas, а также определенные виды грибков идрожжей. В большинстве случаев все эти микроорганизмы являются строгимиаэробами.
Существуют два основных подхода вочистке загрязненных территорий с помощью биоремедитации:
· стимуляциялокального почвенного биоценоза;
· использованиеспециально отобранных микроорганизмов.
Стимуляция локального почвенногобиоценоза основана на способности молекул микроорганизмов к изменению видовогосостава под воздействием внешних условий, в первую очередь субстратов питания.
Наиболее эффективно разложение ННПпроисходит в первый день их взаимодействия с микроорганизмами. При температуреводы 15-25 °С и достаточной насыщенности кислородом микроорганизмы могутокислять ННП со скоростью до 2 г/м2 водной поверхности в день. Однако принизких температурах бактериальное окисление происходит медленно, инефтепродукты могут оставаться в водоемах длительное время — до 50 лет.
В заключение необходимо отметить, чтокаждая чрезвычайная ситуация, обусловленная аварийным разливом нефти инефтепродуктов, отличается определенной спецификой. Многофакторность системы«нефть-окружающая среда» зачастую затрудняет принятие оптимальногорешения по ликвидации аварийного разлива. Тем не менее, анализируя способыборьбы с последствиями разливов и их результативность применительно кконкретным условиям, можно создать эффективную систему мероприятий, позволяющуюв кратчайшие сроки ликвидировать последствия аварийных разливов ННП и свести кминимуму экологический ущерб.
Заключение
Нефть и нефтепродукты являютсянаиболее распространенными загрязняющими веществами в окружающей среде.Основными источниками загрязнения нефтью являются: регламентные работы приобычных транспортных перевозках нефти, аварии при транспортировке и добычинефти, промышленные и бытовые стоки.
Наибольшие потери нефти связаны с еетранспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерамипромывочных и балластных вод, — все это обуславливает присутствие постоянныхполей загрязнения на трассах морских путей. Но утечки нефти могут происходить ина поверхности, в итоге нефтяное загрязнение обхватывает все областижизнедеятельности человека.
Загрязнение влияет не только наокружающую нас среду, но и на наше здоровье. С такими быстрыми«разрушительными» темпами, вскоре все вокруг нас, будет непригодно для использования:грязная вода будет сильнейшим ядом, воздух насыщен тяжелыми металлами, а овощии вообще вся растительность будет исчезать из-за разрушения структуры почвы.Именно такое будущее ожидает нас по прогнозам ученых примерно через столетие,но тогда будет поздно что-либо предпринимать.
Постройка очистных сооружений,ужесточенный контроль за транспортировкой и добычей нефти, двигатели работающиеза счет извлечения водорода из воды – это всего лишь начало списка того, чтоможно применить для очищения окружающей среды. Эти изобретения доступны и могутсыграть решающую роль мировой и Российской экологии.
Использованнаялитература
1. Вылкован А.И., Венцюлис Л.С,Зайцев В.М., Филатов В.Д. Современные методы и средства борьбы с разливаминефти: Научно-практическое пособие. — СПб.: Центр-Техинформ, 2000.
2. Забела К.А., Красков В.А., МосквичВ.М., Сощенко А.Е. Безопасность пересечений трубопроводами водных преград. — М.: Недра-Бизнесцентр, 2001.
3. Материалы сайта infotechflex.ru