Причины обострения экологических проблем в нефтегазовой промышленности

В статье раскрыты рекомендации о наиболее рациональных принципах организации воздухообмена в промышленном предприятии, а именно на примере завода ЖГПЗ. Проведен анализ обострения экологических проблем в нефтегазовой промышленности. Решение геоэкологической проблемы мы видим в совершенствовании его технологических процессов.

XXI век знаменуется увеличением добычи и потребления нефти – главного энергетического сырья, сопровождающимся нарастанием экологических проблем. В настоящее время производство нефти достигло более 76777 млн. барр/день, в том числе в Саудовской Аравии – 9817 млн. барр/день, России – 8543 млн. барр/день, Китае – 3396 млн. барр./день, Казахстане – 1106 млн. барр/день. Более 50 млн. т. нефти в год, а в перспективе 150 млн. т/год добывается в Казахстане. Следует особо подчеркнуть, что нефтегазовая отрасль в Казахстане диктует экономику, политику и бюджет.

Интенсивное загрязнение окружающей среды при добыче, переработке и транспортировке нефтегазового сырья и антропогенное его влияние на окружающую среду являются одними из главных проблем страны. Актуальность решения этой проблемы, как неотложной задачи, особо отмечена в «Экологическом кодексе РК» от 9 января 2007 г. (№ 212-III).

Известно загрязнение окружающей среды выбросами и отходами нефтегазовой промышленности при добыче, первичной подготовке, транспортировке и переработке углеводородного сырья. Причем, экологические проблемы, связанные с добычей, транспортировкой и переработкой нефтегазового сырья, достаточно отражены в работах А.П. Хаустова и М.М. Редины, Ф.Т. Серикова (добыча), А. Нысангалиева (транспортировка) и А.А. Абросимова (переработка). В то же время, экологические проблемы первичной подготовки нефтегазового сырья находятся вне поля зрения экологов, специалистов и ученых, что обусловлено развитием, в основном, направления исследований по добыче и переработке углеводородных материалов.

Между тем, анализ литературных данных показывает, что окружающая среда при первичной подготовке нефтегазовых материалов достаточно мощно загрязняется газообразными, жидкими и твердыми отходами.

Несмотря на то, что в последние годы уделяется серьезное внимание экологической деятельности углеводородных компаний и началась экологизация производств, этих усилий явно недостаточно для предотвращения эколого-экономического ущерба, причиняемого ими окружающей среде. Известно, что обострение экологических проблем на предприятиях первичной подготовки нефтегазовых систем обусловлено:

• использованием устаревших технологических процессов, не отвечающих современным требованиям экологизации производства;
• несовершенством некоторых современных технологий например, выбросы на факелах, закачка отработанных щелочных растворов, (обогащенных кислородом, меркаптанами и другими загрязнителями) в пласт и т.д.
• выбросами в большом количестве загрязняющих веществ, возрастающих из-за интенсификации добычи углеводородных материалов;
• сточными водами, содержащими токсичные и ядовитые вещества;
• твердыми отходами в виде нефтешламов, АСПО, замазученного грунта и др.;
• аварийными ситуациями на предприятиях по тем или иным причинам;
• несовершенством охраны труда, природозащитных мероприятий.

Необходимо отметить, что экологические проблемы, связанные с добычей, подготовкой, транспортировкой, переработкой и реализацией нефти и газа в настоящее время являются одними из составляющих вопросов национальной безопасности.

На основании анализа обострения экологических проблем в нефтегазовой промышленности можно констатировать, что одной из их причин является слабая обеспеченность научно-практических и инженерных основ экологически безопасного ведения работ в соответствии современными требованиями к эффективных малоотходным технологиям первичной подготовки нефтегазового сырья. Поэтому изучение геоэкологических особенностей воздействия поллютантов, выделяемых при первичной подготовке нефти, на окружающую среду, на примере Жанажольского газоперерабатывающего завода, будет способствовать совершенствованию его технологических процессов, утилизации и уменьшению воздействия его загрязняющих веществ на окружающую среду.

Объектом исследования являются компоненты геотехнической системы – элементы экотопа, пластовые воды, отработанные щелочные растворы ЖГПЗ, а предметом исследований – мониторинг состояния элементов экотопа с совершенствованием технологии очистки пластовых вод и разработкой технологии очистки отработанных щелочных растворов, а также выявление особенностей взаимодействия последних с составляющими пласта.

Идея работы состоит в обеспечении экологической безопасности первичной подготовки нефтегазового сырья путем усовершенствования технологии очистки пластовых и сточных вод и разработки технологии очистки отработанного щелочного раствора методом регенерации и нейтрализации.

Целью работы является повышение экологической безопасности окружающей среды при первичной подготовке нефтегазовых материалов путем совершенствования степени очистки пластовых вод и разработки технологии очистки отработанного щелочного раствора, изучение взаимодействия составляющих пласта с соприкасаемыми с ними очищенными пластовыми водами и отработанным щелочным раствором.

В соответствии с идеей и целью работы поставлены и решены следующие задачи:

• экологический мониторинг природных условий территории и анализ технологических процессов подготовки нефтегазового сырья;
• оценка антропогенного влияния аэрополлютантов на окружающую среду;
• повышение эффективности технологических процессов очистки сточных вод и отработанного щелочного раствора для увеличения экологической безопасности их утилизации;
• химические превращения составляющих пластовой воды и отработанного щелочного раствора в процессах их продвижения в пласт.

Методы исследования включают анализ современного состояния экологической безопасности производства первичной подготовки нефтегазового сырья, мониторинговые, физико– химические и физико–механические исследования, математическую обработку результатов, методы экологоэкономического анализа и промышленное внедрение вытяжной вентиляции, местной вентиляции,местных отсосов.

Вытяжная вентиляция удаляет из помещения загрязненный воздух.

В общем случае в помещении предусматриваются как приточные, так и вытяжные системы. Их производительность должна быть сбалансирована с учетом возможности поступления воздуха в смежные помещения или из смежных помещений. В помещениях может быть также предусмотрена только вытяжная или только приточная система. В этом случае воздух поступает в данное помещение снаружи или из смежных помещений через специальные проемы или удаляется из данного помещения наружу, или перетекает в смежные помещения.

Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная вентиляция) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция).

Основные требования, которым местная вытяжная вентиляция должна удовлетворять:

• Место образования вредных выделений по возможности должно быть полностью укрыто.
• Конструкция местного отсоса должна быть такой, чтобы отсос не мешал нормальной работе и не снижал производительность труда.
• Вредные выделения необходимо удалять от места их образования в направлении их естественного движения (горячие газы и пары надо удалять вверх, холодные тяжелые газы и пыль вниз).

Конструкции местных отсосов условно делят на три группы:

• Полуоткрытые отсосы (вытяжные шкафы, зонты). Объемы воздуха определяются расчетом.
• Открытого типа (бортовые отсосы). Отвод вредных выделений достигается лишь при больших объемах отсасываемого воздуха.

ПРЕИМУЩЕСТВА: Местные вытяжные системы, как правило, весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно от места их образования или выделения, не давая им распространиться в помещении. Благодаря значительной концентрации вредных веществ (паров, газов, пыли), обычно удается достичь хорошего

Рисунок 1. санитарно-гигиенического эффекта при небольшом объеме удаляемого воздуха.

НЕДОСТАТКИ: Местные системы вентиляции не могут решить всех задач, стоящих перед вентиляцией. Не все вредные выделения могут быть локализованы этими системами. Например, когда вредные выделения рассредоточены на значительной площади или в объеме; подача воздуха в отдельные зоны помещения не может обеспечить необходимые условия воздушной среды. То же самое происходит, если работа производится на всей площади помещения или ее характер связан с перемещением и т. д.

2. Требования, предъявляемые к местным отсосам

Санитарно-гигиеническое значение местных отсосов заключается в том, что они не допускают проникновения вредных выделений в зону дыхания работающих.

Кроме санитарно-гигиенических требований, к местным отсосам предъявляют следующие технологические требования:

а) место образования вредных выделений должно быть укрыто настолько, насколько это позволяет технологический процесс, а открытый (рабочий) проем должен иметь минимально возможные размеры;

б) местный отсос не должен мешать нормальной работе или снижать производительность труда;

в) вредные выделения должны удаляться от места их образования в направлении их естественного движения -горячие газы и пары вверх, холодные тяжелые газы и пыль вниз;

г) конструкция местного отсоса должна быть простой, иметь малое гидравлическое сопротивление, легко сниматься и устанавливаться на место при чистке и ремонте оборудования.

д) зону действия местного отсоса следует максимально ограничить экранами и ширмами.

е) конструкция местного отсоса должна быть простой, иметь малое гидравлическое сопротивление, легко сниматься и устанавливаться на место при чистке.

В зависимости от взаимного расположения отсоса и источника вредных выделений различают полуоткрытые, открытые и полностью закрытые отсосы.

Полуоткрытый отсос представляет собой укрытие, внутри которого находится источник вредных выделений.Примерами такого укрытия являются вытяжные шкафы, вентилируемые камеры или

Открытые отсосы -укрытия, находящиеся за пределами источника вредных выделений, т.е. над ним или сбоку от него. Такими укрытиями являются вытяжные зонты, боковые, бортовые и кольцевые отсосы.

Полностью закрытые отсосы являются составной частью кожуха машины или аппарата (элеватора, мельницы, бегуна, дробилки, барабана для очистки литья и т. п.).

Рисунок 2. Вытяжная шахта.

Принципиальная схема механической вытяжной вентиляционной системы от местных насосов: 1, 2, 3,— местные отсосы (вытяжной шкаф, вытяжной зонт, бортовой отсос от технологической ванны); 4 — воздуховод; 5 — вентилятор (устройство для отчистки воздуха не показано). 

Местные вытяжные системы применяются в сочетании с общеобменными. При их совместном действии можно обеспечить необходимые условия воздушной среды в помещениях.

СНиП 2.04.05-91* требует, чтобы в результате действия местного отсоса концентрация удаляемых горючих газов, паров, аэрозолей и пыли в воздухе не превышала 50% нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПРП) при температуре удаляемой смеси.

Эффективность местных отсосов (весовая доля уловленных отсосом вредных веществ по отношению к их общему количеству, выделяющемуся от оборудования) может колебаться в широких пределах от 40 до 100% в зависимости от типа используемого местного отсоса. Та часть вредных веществ, которая не улавливается местными отсосами, попадает в воздух помещения и должна быть удалена системами общеобменной В. От правильного подбора, расчета и эксплуатации местных отсосов зависит состояние воздушной среды в производственном помещении.

Рис.3

Системы вентиляции предназначены для подачи чистого и удаления загрязненного воздуха для того, чтобы обеспечить нормируемые параметры воздушной среды в рабочей или обслуживаемой зоне помещения.

Цель местной вытяжной вентиляции — удаление вредных выделений непосредственно от мест их образования. Следовательно, вредности выносятся из помещения, не поступая в его объем. При этом в вытяжных воздуховодах от местных отсосов концентрации вредных выделений во много раз превышают ПДК (бывает, что в десятки раз). Именно поэтому местная вытяжная вентиляция эффективней общеобменной.

На основании сказанного можно сформулировать следующие рекомендации о наиболее рациональных принципах организации воздухообмена в помещениях. В первую очередь необходимо обращать внимание на максимальное оснащение технологического оборудования местными отсосами, а общеобменную вентиляцию целесообразно ориентировать на борьбу с вредными выделениями, которые не были уловлены местной вытяжной вентиляцией и поэтому поступили в воздух помещения. Чтобы системы местной вытяжной вентиляции работали эффективно, нужно их правильно рассчитать, спроектировать, смонтировать и эксплуатировать.

Список использованной литературы: 

1. ОСТ 1.005–88. Общие санитарногигиенические требования к воздуху рабочей зоны.— М., 1981.
2. ГН 2.2.5.1313–03. Гигиенические нормативы. Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.— М.,
3. ГН 2.2.5.1314–03. Гигиенические нормативы. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны.— М.,
4. СНиП 2.04.05–91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование. — М.,
5. СНиП 41-01–2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование. — М.,
6. Батурин В.В. Основы промышленной вентиляции. Изд. 4-е.— М.: «Профиздат», 1990.
7. Шепелев И.А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении.— М.: «Стройиздат»,
8. Талиев В.Н. Аэродинамика вентиляции: Учеб. пособие для ВУЗов. — М.:«Стройиздат», 1979.
9. Эльтерман В.М. Вентиляция химических производств. Изд. 3-е.— М.: «Химия»,
10. Посохин В.Н. Расчет местных отсосов от теплои газовыделяющего оборудования. — М.: «Машиностроение», 1984.
11. Аэродинамические основы аспирации: Монография. И.Н. Логачев, К.И. Логачев.— СПб.: «Химиздат»,
12. Вентиляция и отопление цехов машиностроительных предприятий. М.И. Гримитлин, Г.М.Позин, О.Н. Тимофеева и др. — М.: «Машиностроение», 1993.
13. Лифшиц Г.Д. Исследование вытяжных факелов местных отсосов методом «особенностей».— Известия ВУЗов. Серия «Строительство и архитектура»,№4/1977.
14. Лифшиц Г.Д. О расчете всасывающих потоков местных отсосов. —«Инженерные системы» АВОК СевероЗапад, №4(19)/2005.
15. Методические указания по конструированию местных воздухоприемников, встроенных в оборудование для пайки и лужения. Е.М.Эльтерман, Г.М. Позин.— Л.: ВНИИОТ,
16. Позин Г.М. Расчет влияния ограничивающих плоскостей на спектры всасывания. Научные работы институтов охраны труда. — М.:«Профиздат», 1977.
17. Вентиляция и кондиционирование воздуха: Справочник проектировщика. Ч. 3, кн. 1, гл. Местные отсосы.— Изд. 4-е.— М.: «Стройиздат», 1992.
18. Гримитлин М.И., Позин Г.М. Оценка эффективности вентиляционных систем. Технические испытания и наладка систем вентиляции и кондиционирования воздуха.— Л.: ЛДНТП,
19. Источник:http://www.c-ok.ru/articles/mestnaya-vytyazhnayaventilyaciya-samyy-effektivnyy-sposob-organizacii-vozduhoobmena-vpomeschenii