Предложены новые высокоэффективные методы хранения и транспортирования углеводородов нефти и газа, разработанные по охране окружающей природной среды.
Ни одна проблема, пожалуй, не волнует сегодня человечество так, как топливо. Топливо — основа энергетики, промышленности, сельского хозяйства, транспорта. Без топлива немыслима жизнь людей.
Нефть известна давно. Археологи установили, что ее добывали и использовали уже за 5–6 тыс. лет до н.э. Наиболее древние промыслы известны на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуань.
Изобретение относится к охране окружающей природной среды и может быть использовано на установках подготовки нефти (УПН) для снижения выбросов в атмосферу легких фракций углеводородов (ЛФУ) из сырьевых и товарных резервуаров, а так же из резервуаров для хранения и транспортирования нефти и нефтепродуктов. Значительное загрязнение атмосферного воздуха парами УЛФ происходит при заполнении («больших дыханиях») резервуаров.
С момента добычи до непосредственного использования нефтепродукты подвергаются более чем 20 перевалкам, при этом 75% потерь происходит при «больших дыханиях» и только 25% от аварий и утечек. Сокращение выбросов углеводородов в атмосферу при хранении может быть достигнуто путем снижения их испарения из резервуаров.
Нефтехранилище — искусственный резервуар для хранения нефти или продуктов ее переработки.
Хранят в металлических резервуарах с внутренними антикоррозионными покрытиями, применение которых в контакте с этими нефтепродуктами должно быть разрешено Государственной межведомственной комиссией по испытанию топлив, масел, смазок и специальных жидкостей при Госстандарте. Антикоррозионные покрытия должны быть устойчивы к воздействию нефтепродуктов (нефти), подтоварной воды, пара (или горячей воды). Стальные вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления («атмосферного» типа) изготовляют с конусной кровлей, щитовой кровлей, сферическим покрытием. Резервуары с конусной кровлей изготовляются емкостью от 100 до 5000 м³ (РВС 100 м³ — РВС 5000 м³) и предназначаются для хранения нефти и нефтепродуктов плотностью 0,9– 1,0 т/м³ и внутренним давлением в газовом пространстве резервуаров 27 кн/м². Емкость резервуаров с щитовой кровлей от 100 до 20000 м³, в них хранят нефтепродукты плотностью до 0,9 т/м³. Резервуары со сферическим покрытием крупнее по объему до 50000 м³ (РВС 50000 м³) и предназначены для хранения нефтепродуктов с плотностью до 0,9 т/м³. К резервуарам повышенного давления относятся вертикальные цилиндрические резервуары, в которых внутреннее давление в газовом пространстве от 27 до 93 кн/м². В стальных резервуарах специальных конструкций с плавающими стальными покрытиями, синтетическими понтонами, плавающей крышей, антикоррозионным покрытием и теплоизоляцией хранят светлые нефтепродукты. (102-265стр.)
Нефть и нефтепродукты каждой марки следует хранить в отдельных резервуарах, исключающих попадание в них атмосферных осадков и пыли. Хранение пакетированных нефтепродуктов - по ГОСТ 26663.
Газовое хранилище, природный или искусственный резервуар для хранения газа. Различают наземные и подземные. Основное промышленное значение имеют подземные, способные вмещать сотни млн. м3 (иногда млрд. м3) газа. Они менее опасны и во много раз экономически эффективнее, чем наземные. Удельный расход металла на их сооружение в 20—25 раз меньше. В отличие от газгольдеров, предназначенных для сглаживания суточной неравномерности потребления газа, подземные газовые хранилища обеспечивают сглаживание сезонной неравномерности. Подземные газовые хранилища сооружаются двух типов: в пористых породах и в полостях горных пород. К первому типу относятся хранилища в истощённых нефтяных и газовых месторождениях, а также в водоносных пластах. В них природный газ обычно хранится в газообразном состоянии. Ко второму типу относятся хранилища, созданные в заброшенных шахтах, старых туннелях, в пещерах, а также в специальных горных выработках, которые сооружаются в плотных горных породах (известняках, гранитах, глинах, каменной соли и др.). В полостях горных пород газы хранятся преимущественно в сжиженном состоянии при температуре окружающей среды и при давлении порядка 0,8—1,0 Мн/м2 (8— 10кгс/см2)и более. Обычно это пропан, бутан и их смеси. С начала 60-х гг. применяется в промышленных масштабах подземное и наземное хранение природного газа в жидком состоянии при атмосферном давлении и низкой температуре (т. н. изотермические хранилища). (45-132стр.)
Нефть и нефтепродукты транспортируют по магистральным нефтепроводам и нефтепродуктопроводам, железнодорожным, автомобильным, воздушным, морским и речным транспортом. В настоящее время основным видом транспорта является трубопроводный. Газ под давлением 75 атмосфер движется по трубам диаметром до 1,4 метра. Кроме трубопроводного транспорта используют специальные танкеры - газовозы. Это специальные корабли, на которых газ перевозится в сжиженном состоянии при определённых термобарических условиях. Таким образом, для транспортировки газа этим способом необходимо протянуть газопровод до берега моря, построить на берегу сжижающий газ завод, порт для танкеров, и сами танкеры. Такой вид транспорта считается экономически обоснованным при отдалённости потребителя сжиженного газа более 3000 км.
Самым дешевым и экологически безопасным способом транспортировки нефти являются нефтепроводы. Нефть в них движется со скоростью до 3 м/сек под воздействием разницы в давлении, создаваемой насосными станциями. Их устанавливают с интервалом в 70-150 километров в зависимости от рельефа трассы.
На расстоянии в 10-30 километров в трубопроводах размещают задвижки, позволяющие перекрыть отдельные участки при аварии. Внутренний диаметр труб, как правило, составляет от 100 до 1400 миллиметров. Их делают из высокопластичных сталей, способных выдержать температурные, механические и химические воздействия. Постепенно все большую популярность обретают трубопроводы из армированного пластика. Они не подвержены коррозии и обладают практически неограниченным сроком эксплуатации.
Удобным транспортом для перевозки нефти и топлива являются морские и речные танкеры. Речные нефтеперевозки, в сравнении с железнодорожными, снижают затраты на 10-15%, и на 40% в сравнении с автомобильными.
Малотоннажные танкеры используются для специальных целей – в том числе для перевозок битумов; танкеры общего назначения, обладающие дедвейтом (общим весом грузов, которые принимает судно) в 16 500-24 999 тонн, применяются для перевозки нефтепродуктов; среднетоннажные танкеры (25 000-44 999 тонн) – для доставки как нефтепродуктов, так и нефти. Крупнотоннажными считаются танкеры дедвейтом более 45 000 тонн, и на них приходится основная нагрузка по транспортировке нефти морским путем. Для транспортировки нефти по речным артериям используют баржи дедвейтом 2 000 – 5 000 тонн. Первый в мире танкер, «наливной пароход» под именем «Зороастр», был построен в 1877 году по заказу «Товарищества братьев Нобель» на верфях шведского города Мотала. Пароход грузоподъемностью 15 тысяч пудов (около 250 тонн) использовался для доставки керосина наливом из Баку в Царицын (ныне Волгоград) и Астрахань. Современные танкеры – это гигантские суда. Впечатляющие размеры объясняются экономическим «эффектом масштаба». Стоимость перевозки одного барреля нефти на морских судах обратно пропорциональна их размерам. Кроме того, число членов экипажа большого и среднего танкера примерно одинаково. Поэтому корабли-гиганты значительно сокращают расходы компаний на транспортировку. Однако не все морские порты в состоянии принять у себя супер-танкер. Для таких гигантов нужны глубоководные порты.(56-89стр.)
При транспортировании углеводородов по трубопроводам потери возникают в резервуарных парках, на насосных станциях и линейной части трубопроводов вследствие утечек и испарения. Для снижения попадания углеводородов в окружающую среду применяют изоляционные покрытия от коррозии (битумные и битумно-резиновые мастики, пленочные полимерные материалы), используют электрохимические методы защиты, проводят систематический контроль за состоянием трубопроводов с помощью специальных детекторов утечек; используют гасители гидравлических ударов для предохранения трубопровода от гидравлических ударов, приводящих к авариям; внедряют средства автоматизации и телемеханизации.
При перевозке водным, железнодорожным и автомобильным транспортом потери возникают в результате испарения, утечек, аварий, неполного слива. Для их устранения необходим тщательный осмотр судна, железнодорожных цистерн, автоцистерн. Зарубежными фирмами разработаны различные устройства для герметизации цистерн при сливно-наливных операциях, улавливания и утилизации вытесняемых из цистерн паров углеводородов.
Для снижения выбросов углеводородов в атмосферу при приеме и выдаче необходимо исключить их разлив, обеспечить возможно полный слив из цистерн.
Нефть и газ являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в окружающей среде. Основными источниками загрязнения нефтью и газом являются: регламентные работы при обычных транспортных перевозках, аварии при транспортировке и добычи, промышленные и бытовые стоки.
Наибольшие потери нефти и газа связаны с ее транспортировкой из районов добычи. Аварийные ситуации, слив за борт танкерами промывочных и балластных вод, - все это обуславливает присутствие постоянных полей загрязнения на трассах морских путей. Но утечки нефти и газа могут происходить и на поверхности, в итоге загрязнение обхватывает все области жизнедеятельности человека.
Загрязнение влияет не только на окружающую 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 овощи и 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 и газа, двигатели работающие за счет извлечения водорода из воды – это всего лишь начало списка того, что можно применить для очищения окружающей среды.
Список литературы
- Российский энциклопедический словарь. Москва. Научное издание «Большая Российская энциклопедия.» 2000 г. Книга 1 и Книга (102-265стр.)
- Габриэлянц Г. А. Геология нефтяных и газовых месторождений. – М.: Недра, 2003.(45-132стр.)
- Нефть – газ электронная библиотека(56-89стр.)
- Энциклопедия химических элементов(123-456стр.)
- Англо-русский словарь 2012г. (10-456стр)