Ликвидация нефтяных разливов с разделением нефти и воды

Защита окружающей среды от вредного воздействия при разливах нефти в процессе её добычи и транспортировки является одним из важнейших международных экологических требований.

Аварийные разливы нефти могут иметь катастрофические последствия для живой природы.

Загрязнения, возникающие в процессе эксплуатации буровой платформы, образуются и сбрасываются в воду постоянно, при этом происходит систематическое загрязнение акватории морей.

Применяемые в настоящее время технологии ликвидации разливов нефти известными способами — механическим, химическим, сжиганием — не обеспечивают выполнение современных требований стандартов очистки и не в полной мере уменьшают ущерб природным ресурсам, а привлечение для этих целей технических средств различного назначения, включая суда вспомогательного назначения, обуславливают высокую стоимость этих работ.

В связи с активным освоением арктического шельфа, оперативная ликвидация разливов нефти (далее ЛРН) в экстремальных природно-климатических условиях акватории Северного Ледовитого океана становится ещё более актуальной научно-технической задачей.

Быстрая, качественная и экономически эффективная ЛРН в условиях полярной ночи, короткого полярного дня, низких температур воздуха, дрейфа льда, сильных ветров является сложной инженерной задачей.

Мировой опыт показывает, что даже в более простых природно-климатических условиях пока не удаётся эффективно бороться с последствиями таких разливов.

В целях оперативной ликвидации аварийных или эксплуатационных разливов нефти на ледяной или водной поверхности Инженерная компания «ИНТЕРБЛОК» в сотрудничестве с лабораторией «Криброл» разработала автоматизированный комплекс ликвидации разливов нефти универсального назначения (АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл») корабельного или наземного базирования, не имеющий аналогов в мире, что подтверждено соответствующими патентными исследованиями.

Новизна технологии «ИНТЕРБЛОК» заключается в применении способа скоростного плавления льда, нагрева загрязнённой нефтепродуктами воды технологическим паром, получении водонефтяной эмульсии, эффективном отделении нефти от воды.

— сбор, накопление и плавление загрязнённого льда, нагрев загрязнённой воды, собранных в ходе ликвидации аварийного разлива нефти;

— эффективное разделение нефти и воды из водонефтяной эмульсии, образовавшейся при плавлении загрязнённого льда и при нагреве воды, загрязнённой нефтепродуктами;

— хранение и перекачка нефти и воды в соответствующие приёмные танки с удна или другие ёмкости.

АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» размещается в 20-футовом морском контейнере. Состоит из трёх отсеков:

Парогенераторный отсек предназначен для производства технологического пара температурой 150-1600С и давлением не более 0,05 МПа, обеспечения эффективного плавления льда или нагрева воды, загрязнённых нефтепродуктами, в ледоплавильном отсеке. В состав парогенераторного отсека входят:

— дизельный парогенератор «ИнтерБлок ST-302H» тепловой мощностью 870 кВт или дизельный парогенератор «ИнтерБлок ST-102H» тепловой мощностью 290 кВт (рис.1);

— топливный бак объёмом 800 л;

— система управления АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл».

Преимущества промышленных парогенераторов «ИнтерБлок»:

— быстрота пуска и останова — 15 секунд;

— отсутствие дымовой трубы;

— высокий КПД — 97%;

— независимость температуры пара от давления;

— небольшие размеры и вес;

— не требуется постоянное присутствие обслуживающего персонала.

№ п/пОпределяемые показателиРезультаты исследованийПогрешность результатов измерения ±Норма ПДКНД на методы испытаний1Нефтепродукты, мг/дм32562,5256,20,05П НДФ 14.1:2.5-95

СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

Ледоплавильный отсек предназначен для приёма и плавления льда или нагрева воды, загрязнённых нефтепродуктами, и получения водонефтяной эмульсии. В состав отсека входят:

— загрузочный бункер специальной конструкции объёмом 9 м3. Конструкция загрузочного бункера рассчитана на его эксплуатацию в условиях повышенной влажности, солёности воды и максимальных механических ударных нагрузок. Загрузочный бункер изготовлен из нержавеющей стали с усиленными стенками. Для загрузки льда или загрязнённой воды он оборудован подвижной крышкой, в рабочем положении крышка открыта, в транспортном положении — закрыта.

№ п/пОпределяемые показателиРезультаты исследованийПогрешность результатов измерения ±Норма ПДКНД на методы испытаний1Нефтепродукты, мг/дм31,290,310,05П НДФ 14.1:2.5-95

СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

— система паропроводов, обеспечивающих приём пара из парогенераторного отсека для плавления льда и нагрева воды, загрязнённых нефтью, и получение водонефтяной эмульсии в загрузочном бункере;

— трубопровод для передачи водонефтяной эмульсии в фильтросепараторный отсек.

Фильтросепараторный отсек предназначен для эффективного отделения нефти от воды в водонефтяных эмульсиях любой степени загрязнения. Состоит из насосного агрегата и технических средств фильтрации и сепарации. Насосный агрегат обеспечивает эффективное перекачивание вязких жидкостей с механическими включениями. По показателям надёжности и износоустойчивости он превосходит все известные типы насосов, требует меньше электроэнергии, обладает уникальными эксплуатационными свойствами. Технические средства фильтрации и сепарации обеспечивают высококачественное разделение нефти и воды. Их основные характеристики:

• площадь фильтрации — 1,7 м2;

• период эксплуатации фильтроэлемента — более 3 лет;

• автоматическая регенерация фильтроэлемента без его демонтажа из корпуса;

• диаметр отверстий фильтроэлементов от 5 д о 500 мкм.

• непрерывность фильтрации — обеспечивается за счёт установки двух фильтроэлементов — основного и резервного. В случае засорения основного фильтроэлемента поток водонефтяной эмульсии автоматически перенаправляется на резервный фильтроэлемент. После очистки основного фильтроэлемента он становится резервным.

а) дизельный парогенератор «ИнтерБлок ST-302H» применяется для ЛРН на поверхности льда,

б) дизельный парогенератор «ИнтерБлок ST-102H» применяется для ЛРН на водной поверхности.

Корабельный АЛПК «ИНТЕР-БЛОК-Криброл» в контейнерном исполнении устанавливается на палубе судна аварийно-спасательного дежурства (АСД). ЛРН начинается с загрузки загрязнённых нефтью льда или загрязнённой воды в загрузочный бункер ледоплавильного отсека. Одновременно парогенератор «ИнтерБлок ST-302H» (ST-102H) вырабатывает пар и подаёт его через греющие регистры в загрузочный бункер.

В загрузочном бункере под действием пара происходит образование водонефтяной эмульсии, которая поступает в отсек фильтрации и сепарации для отделения нефти от воды.

Время плавления льда объёмом 8 м3 с одновременным отделением нефти от воды не превышает 1 часа. Время очистки воды от нефтепродуктов объёмом 8 м3, собранной с поверхности моря, с одновременным отделением нефти от воды не превышает 30 минут.

После обработки разделённые нефть и очищенная вода с помощью насосной станции поступают в соответствующие судовые танки.

1) Количество нефти, разлитой на водной поверхности — 1 0 00 тонн

2) Производительность АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» по нагреву загрязнённой воды до температуры 15-20 °С, получению водонефтяной эмульсии и отделению нефти от воды — 16 м3/час

3) Объёмное соотношение «вода/нефть» принято 85%/15% или 13,8 т/час воды и 2 т /час нефти

4) Основные характеристики дизельного парогенератора «Интер-Блок ST-302H»:

— тепловая мощность — 290 кВт;

— максимальный расход топлива — 23 кг/час,

— максимальный расход воды для парообразования — 0,24 м3/час

5) Максимальный расход электроэнергии АЛПК «ИНТеРБЛОК-Криброл» — 40 кВт.

6) Производственная мощность АЛПК «ИНТеРБЛОК-Криброл» — 48 т о чищенной нефти в с утки.

Принятая для расчётов стоимость энергоресурсов:

— дизельного топлива — 40 руб/кг,

— электроэнергии — 3 руб. за 1кВт*час.

Расчётное время ликвидации разлива нефти Работа по ликвидации аварийного разлива нефти ведётся круглосуточно. Расчётное время ликвидации разлива 1 000 т нефти на водной поверхности приработе одного АЛПК «ИНТеРБЛОК-Криброл» с эффективной очисткой нефти от воды составит: Т = 1 000 т : 48 т /сутки = 20 суток.

№Наименование оборудованияМодель, характеристики1Парогенераторный отсек 1.1ПарогенераторИнтерБлок ST-102H1.2ПаропроводØ108 мм1.3Пульт управления АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл»(600х300х800) мм1.4Электрошкаф(400х250х600) мм1.5Бак для дизельного топлива0,8 м32Ледоплавильный отсек 2.1Ледоплавильный бункер9 м3, (2580х1880х2200) мм2.2Паровые регистрыØ76 мм2.3Трубопровод водонефтяной эмульсииДу50 мм3Отсек фильтросепарации 3.1Насосный агрегатКриброл ЭП3.2Узел сепарации и фильтрацииКриброл ЭВ-9/33.3Трубопровод очищенной водыДу125 мм3.4Трубопровод очищенной нефтиДу125 мм3.5Время плавления льда и отделения нефти от воды из 8 м3 водонефтяной эмульсии, не более1 час3.6Время очистки воды от нефтепродуктов объёмом 8 м3, не более30 мин.

1. Расчётные затраты на энергоресурсы при ликвидации разлива 1000 т нефти с эффективной очисткой нефти от воды при использовании одного АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» составят около 500 000 рублей.

2. Удельные затраты на сбор 1 т нефти составят 503 руб./т.

1. Проект приказа Министерства по природным ресурсам РФ «Об утверждении методики расчёта финансового обеспечения мероприятий, предусмотренных планом ЛРН» устанавливает лимиты финансового обеспечения для проведения операций по ликвидации разливов нефти: — для разлива 500 тонн требуется 5 млн рублей; — для разлива 5000 тонн — 44 млн рублей.

2. Удельные затраты на сбор 1 тонны нефти механическим способом оцениваются в диапазоне от 11 000 — до 22 000 руб./т. («Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов». Воробьев Ю.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И. Москва, 2005, стр.31).

Таким образом, технология ликвидации разливов нефти, разработанная Инженерной компанией «ИНТЕРБЛОК» имеет неоспоримые экологические, технологические и экономические преимущества перед всеми известными в настоящее время способами ЛРН.