Введення
Наша країна - батьківщина першого промислового способу переробки нафти. Вже в 1823 році в Моздоку був побудований перший в світі нафтоперегінний завод. У 1885-1886 роках винайшли перші машини на тязі двигуна внутрішнього згоряння. З цього моменту людство потрапило в жорстку залежність від енергоносіїв. Впровадження ДВС у всі сфери людського життя - від промислового виробництва до персонального транспорту і домашніх електрогенераторів - з кожним роком підвищує потреба в паливі.
Незважаючи на постійне посилення норм безпеки, перевезення нафтопродуктів залишається згубної для навколишнього середовища. Представники міжнародних Екологоохоронна організацій вважають, що мер, прийнятих на сьогоднішній день для охорони природи від нафтових забруднень, недостатньо. Особливо небезпечні морські та річкові танкери. Тому необхідні такі заходи як висновок з експлуатації застарілих і однокорпусних судів, вироблення чіткого плану з ліквідації нафтових забруднень.
Високі вимоги до безпеки змушують підприємства-нафтоперевізників модернізувати матеріально-технічну базу. Введення нових сучасних зразків цистерн, контейнерів, ємностей, обладнаних системами контролю тиску, температури, вологості та інших параметрів вимагає великих матеріальних вкладень. Саме тому в умовах ринку конкурентоспроможними виявляються великі компанії, що працюють, як правило, по повному циклу. Це означає, що підприємство саме видобуває, переробляє, зберігає і транспортує нафтопродукти.
Нафто-газова галузь швидко стає вкрай високотехнологічним виробництвом. І хоча виділяється ціла група країн, про дотримання екологічних норм у яких часто забувають, в цілому виробництво і транспортування нафтопродуктів стають безпечніше. Темпи зростання обсягів споживання, відкриття нових родовищ нафти і газу безпосередньо ведуть до вдосконалення наявних і створення нових видів транспорту.
Транзит нафти і таких нафтопродуктів як мазут, дизельне паливо і бензин в сучасному світі є складною комплексну систему, формування якої відбувалося і відбувається під впливом багатьох факторів. Серед них найбільш значними слід визнати геополітичні, економічні та екологічні. Конкретизація цих чинників призведе нас до таких понять як енергетична безпека країни, політичні та економічні відносини з країнами транзиту, оптимізація маршрутів і стратегія внутрішнього розвитку країни, а також соціо-екологічні обмеження. Всі вони в тій чи іншій мірі формували тенденції змін умов транзиту нафтопродуктів. Зараз можна виділити наступні способи транспортування нафти і нафтопродуктів: трубопровід, танкери, залізничний та автотранспорт. У Росії основні перевезення нафти припадають на частку трубопровідного транспорту, а нафтопродуктів - на частку залізничного. За межі Росії нафтопродукти потрапляють через найбільшу в світі систему трубопроводів, а також через морські порти.
До загальних умов транзиту відносяться направлення і дальність транзитних маршрутів, метод транспортування і цінова політика учасників транзиту. Метод транзиту оцінюється при порівнянні рентабельності, і тут першість утримують системи трубопроводів, тому що ціна перевезення нафтопродуктів по залізниці складає більше 30% від кінцевої ціни, у той час як вартість транспортування по трубопроводу - 10-15%. Однак розгалуженість залізничних магістралей на тлі жорсткої прив'язки системи нафтопродуктопроводів до нафтопереробних заводів (НПЗ) забезпечує домінуюче становище залізничного транспорту на ринку внутрішніх транзитних послуг. Безсумнівно, що деякі країни, через територію яких проходять транзитні маршрути, вміло користуються своїм географічним положенням при узгодженні транзитних цін. Тому формування цін, а тим більше несанкціонований забір нафтопродуктів, як це було недавно у випадку з Білорусією, серйозно позначаються на умовах і, перш за все, інтенсивності транзиту. Напрями транзитних маршрутів уособлюють собою суміш економічної рентабельності та політичної стратегії. На даний момент традиційним є центрально-європейський напрямок: нафтопродукти транспортуються за двома маршрутами: північним - до Польщі і Німеччини, і південному - на нафтопереробні заводи Чехії, Словаччини, Угорщини, Хорватії та Югославії. Також активно використовуються чорноморські порти: Туапсе і Новоросійськ. До цього напрямку (каспійсько-чорноморсько-середземноморському) відноситься і транзит нафтопродуктів вже через територію Росії з Азербайджану, Туркменії і Казахстану. Північний напрямок нафтопроводу "Дружба" виходить на країни Балтії і розглядається як сфера спільного використання Росією - для транспортування своїх нафтопродуктів, країнами СНД - для можливого збільшення транзиту через територію Росії.
Підготовка нафти до транспортування
На початковому етапі розробки нафтових родовищ, як правило, видобуток нафти відбувається з фонтануючих свердловин практично без домішки води. Проте на кожному родовищі настає такий період, коли з пласта разом з нафтою надходить вода спочатку в малих, а потім все в більших кількостях. Приблизно дві третини всієї нафти добувається в обводненому стані. Пластові води, що надходять зі свердловин різних родовищ, можуть значно відрізнятися за хімічним і бактеріологічному складу. Під час вилучення суміші нафти з пластовою водою утворюється емульсія, яку слід розглядати як механічну суміш двох нерозчинних рідин, одна з яких розподіляється в обсязі іншого у вигляді крапель різних розмірів. Наявність води в нафті призводить до подорожчання транспорту в зв'язку зі зростаючими обсягами рідини, що транспортується і збільшенням її в'язкості.
Присутність агресивних водних розчинів мінеральних солей призводить до швидкого зносу як нафтоперекачувальної, так і нафтопереробного устаткування. Наявність у нафті навіть 0,1% води призводить до інтенсивного вспениванию її в ректифікаційних колонах нафтопереробних заводів, що порушує технологічні режими переробки і, крім того, забруднює конденсаційну апаратуру.
Легкі фракції нафти (вуглеводневі гази від етану до пентану) є цінною сировиною хімічної промисловості, з якого виходять такі продукти, як розчинники, рідкі моторні палива, спирти, синтетичний каучук, добрива, штучне волокно і інші продукти органічного синтезу, що широко застосовуються в промисловості. Тому необхідно прагнути до зниження втрат легких фракцій з нафти і до збереження всіх вуглеводнів, видобутих з нафтоносного горизонту для подальшої їх переробки.
Сучасні комплексні нафтохімічні комбінати випускають як різні високоякісні масла і палива, так і нові види хімічної продукції. Якість вироблюваної продукції багато в чому залежить від якості вихідної сировини, тобто нафти. Якщо в минулому на технологічні установки нафтопереробних заводів йшла нафту з вмістом мінеральних солей 100-500 мг / л, то в даний час потрібно нафту з більш глибоке знесолення, а часто перед переробкою нафти доводиться повністю видаляти з неї солі.
Наявність у нафті механічних домішок (породи пласта) викликає абразивний знос трубопроводів, нафтоперекачувальної обладнання, ускладнює переробку нафти, утворює відкладення в холодильниках, печах і теплообмінниках, що призводить до зменшення коефіцієнта теплопередачі і швидкого виходу їх з ладу. Механічні домішки сприяють утворенню трудноразделімих емульсій.
Присутність мінеральних солей у вигляді кристалів у нафті і розчину у воді призводить до посиленої корозії металу обладнання і трубопроводів, збільшує стійкість емульсії, ускладнює переробку нафти. Кількість мінеральних солей, розчинених у воді, віднесене до одиниці її обсягу, називається загальною мінералізацією.
За відповідних умов частина хлористого магнію (MgCl) і хлористого кальцію (CaCl), що знаходяться у пластовій воді, гідролізується з утворенням соляної кислоти. У результаті розкладання сірчистих з'єднань при переробці нафти утворюється сірководень, який у присутності води викликає посилену корозію металу. Хлористий водень в розчині води також роз'їдає метал. Особливо інтенсивно йде корозія при наявності у воді сірководню і соляної кислоти. Вимоги до якості нафти в деяких випадках досить жорсткі: вміст солей не більше 40 мг / л при наявності води до 0,1%.
Ці та інші причини вказують на необхідність підготовки нафти до транспорту. Власне підготовка нафти включає: зневоднення і знесолювання нафти і повне або часткове її розгазування.
Способи транспортування нафти
Зі зростанням видобутку збільшувалися обсяги транспортування нафтопродуктів, удосконалювалися способи доставки. Довгий час це робилося дуже примітивно, караванним способом. Дерев'яні бочонки і бурдюки наповнювалися нафтою або гасом, вантажилися на вози і таким чином доставлялися до місця. Або ж по воді - в дубових, а пізніше сталевих бочках. Такий спосіб транспортування був дуже дорогий, вартість нафтопродуктів була занадто висока. У підсумку, першою почавши виробництво гасу, Росія виявилася не в змозі постачати його за прийнятними цінами навіть на внутрішній ринок: гас закуповувався в Америці. У 1863 році цією проблемою зацікавився Д.І. Менделєєв. Як вихід він запропонував перевозити нафтопродукти не в бочках, а в спеціально обладнаних трюмах суден методом наливу. Цей метод перевезення отримав назву "російський спосіб". Через десять років, коли ідея була реалізована братами Артем'євою та повністю себе виправдала, спосіб, запропонований великим російським вченим, став застосовуватися повсюдно.
Ще одним зручним способом транспортування нафтопродуктів став залізничний транспорт. У 1878 році, з метою задоволення стрімко зростаючого попиту на нафтопродукти, був виданий указ про створення залізничної гілки Баку - Сурахани - Сабунчі довжиною 20 км. Її будівництво було закінчився 20 січня 1880 року. Нафта вперше стали перевозити в спеціальних цистернах. Географія залізничних нафтоперевезень від місць видобутку на нафтопереробні заводи, у сховища або споживачам, прив'язана до так званих нафтогазовим басейнах. Деякі залізничні напрямки - такі як Уральське, Нафто-Камський, Східно-Сибірське, Бакинське, практично повністю завантажені рухомими складами з вантажами нафти та ПММ. Обсяги таких перевезень надзвичайно великі: на даний час тільки по Азербайджанської залізниці перевозять щорічно до 14 млн. тонн нафти і нафтопродуктів. Більше того, спостерігається зростання обсягів перевезень. Так у 2005 році ВАТ "РЖД" доставило в Китай 9300 тисяч тонн нафтопродуктів, у 2006 - 10,2 млн тонн. Пропускна спроможність кордону дозволяє РЖД поставити в 2007 році 15 млн тонн нафти і ПММ у Китай. Загальносвітовий обсяг залізничних нафтоперевезень зростає щороку на 3-4%, а в Росії цей показник досягає 6%.
Незважаючи на зручність залізничного способу перевезення нафтопродуктів на великі відстані, нафтопродукти - такі як бензин, ДП, або скраплений газ - на невеликі відстані до місця реалізації оптимально доставляти автоцистернами. Перевезення палива таким способом помітно підвищує його споживчу вартість. Рентабельність автоперевезень обмежується відстанню в 300-400 кілометрів, що визначає їх локальний характер - від нафтобази до заправної станції і назад. У кожного виду транспортування є свої плюси і мінуси. Найбільш швидкий повітряний спосіб дуже дорогий, вимагає особливих заходів безпеки, тому цим способом доставки користуються рідко - у випадках екстреної необхідності або неможливості доставити ПММ іншим шляхом. Наприклад, у військових цілях або у випадках фактичної недоступності місцевості для інших, крім повітряного, видів транспорту.
Більшість нафтопромислів знаходиться далеко від місць переробки або збуту нафти, тому швидка і економічна доставка «чорного золота» життєво важлива для процвітання галузі.
Найдешевшим і екологічно безпечним способом транспортування нафти є нафтопроводи. Нафта в них рухається зі швидкістю до 3 м / сек під впливом різниці в тиску, що створюється насосними станціями. Їх встановлюють з інтервалом в 70-150 кілометрів залежно від рельєфу траси. На відстані в 10-30 кілометрів на трубопроводах розміщують засувки, які дозволяють перекрити окремі ділянки при аварії. Внутрішній діаметр труб, як правило, складає від 100 до 1400 міліметрів. Їх роблять з високопластичних сталей, здатних витримати температурні, механічні і хімічні дії. Поступово все більшу популярність знаходять трубопроводи з армованого пластику. Вони не схильні до корозії і володіють практично необмеженим терміном експлуатації.
Нафтопроводи бувають підземними та наземними. У обох типів є свої переваги. Наземні нафтопроводи легше будувати та експлуатувати. У випадку аварії значно легше виявити й усунути пошкодження на трубі, проведеної над землею. У той же час підземні нафтопроводи менш схильні до впливу змін погодних умов, що особливо важливо для Росії, де різниця зимових і літніх температур в деяких регіонах не має аналогів у світі. Труби можна проводити і по дну моря, але оскільки це складно технічно і вимагає великих витрат, великі простори нафту перетинає за допомогою танкерів, а підводні трубопроводи частіше використовують для транспортування нафти в межах одного нафтовидобувного комплексу.
Розрізняють три види нафтопроводів. Промислові, як зрозуміло з назви, з'єднують свердловини з різними об'єктами на промислах. Міжпромислові ведуть від одного родовища до іншого, магістральним нафтопроводом або просто щодо віддаленого промисловому об'єкту, що знаходиться за межами вихідного нафтовидобувного комплексу. Магістральні нафтопроводи прокладають для доставки нафти від родовищ до місць перевалки та споживання, до яких, в тому числі, відносяться нафтобази, нафтоналивні термінали, нафтопереробні заводи.
Теоретичні та практичні засади будівництва нафтопроводів розробив знаменитий інженер В.Г. Шухов, автор проекту телевізійної вежі на Шаболовці. Під його керівництвом у 1879 році на Апшеронському півострові створили перший в Російській імперії промисловий нафтопровід для доставки нафти з Балаханського родовища на нафтопереробні заводи Баку. Його довжина склала 12 кілометрів. А в 1907 році також за проектом В.Г. Шухова побудували перший магістральний нафтопровід довжиною 813 кілометрів, що з'єднав Баку і Батумі. Він експлуатується донині. Сьогодні загальна протяжність магістральних нафтопроводів в нашій країні становить близько 50 тисяч кілометрів. Окремі нафтопроводи часто об'єднуються у великі системи. Найбільш протяжна з них - «Дружба», побудована в 1960-і роки для доставки нафти зі Східного Сибіру до Східної Європи (8900 км). До Книги рекордів Гіннеса внесений найдовший на сьогодні трубопровід у світі, довжина якого становить 3 787,2 кілометра. Він належить компанії Інтерпровіншл Пайплайн Інкорпорейтед (Interprovincial Pipe Line Inc.) Й простягається через весь Північноамериканський континент від Едмонтона в канадській провінції Альберта до Чикаго і далі до Монреаля. Однак цей результат недовго буде зберігати лідерські позиції. Довжина що будується в даний час нафтопроводу «Східний Сибір - Тихий Океан» (ССТО) складе 4770 кілометрів. Проект був розроблений і реалізується корпорацією «Транснефть». Нафтопровід пройде поблизу від родовищ Східного Сибіру і Далекого Сходу, що дасть стимул для більш ефективної роботи нафтовидобувних комплексів, розвитку інфраструктури і створення нових робочих місць. Нафта найбільших російських компаній, таких як «Роснефть», «Сургутнефтегаз», «ТНК-ВР» і «Газпром нафта», буде доставлятися до споживачів в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні, де економіка розвивається найбільш динамічно і постійно зростають потреби в енергоресурсах. За масштабами і значенням для розвитку економіки країни ССТО зіставимо з Байкало-Амурської залізничної магістраллю.
Оскільки застосування трубопроводів економічно вигідно, а працюють вони в будь-яку погоду і в будь-який час року, це засіб транспортування нафти дійсно незамінне - особливо для Росії, з її величезними територіями і сезонними обмеженнями на використання водного транспорту. Тим не менш, основний обсяг міжнародних перевезень нафти здійснюють танкери.
Наша країна - батьківщина першого промислового способу переробки нафти. Вже в 1823 році в Моздоку був побудований перший в світі нафтоперегінний завод. У 1885-1886 роках винайшли перші машини на тязі двигуна внутрішнього згоряння. З цього моменту людство потрапило в жорстку залежність від енергоносіїв. Впровадження ДВС у всі сфери людського життя - від промислового виробництва до персонального транспорту і домашніх електрогенераторів - з кожним роком підвищує потреба в паливі.
Незважаючи на постійне посилення норм безпеки, перевезення нафтопродуктів залишається згубної для навколишнього середовища. Представники міжнародних Екологоохоронна організацій вважають, що мер, прийнятих на сьогоднішній день для охорони природи від нафтових забруднень, недостатньо. Особливо небезпечні морські та річкові танкери. Тому необхідні такі заходи як висновок з експлуатації застарілих і однокорпусних судів, вироблення чіткого плану з ліквідації нафтових забруднень.
Високі вимоги до безпеки змушують підприємства-нафтоперевізників модернізувати матеріально-технічну базу. Введення нових сучасних зразків цистерн, контейнерів, ємностей, обладнаних системами контролю тиску, температури, вологості та інших параметрів вимагає великих матеріальних вкладень. Саме тому в умовах ринку конкурентоспроможними виявляються великі компанії, що працюють, як правило, по повному циклу. Це означає, що підприємство саме видобуває, переробляє, зберігає і транспортує нафтопродукти.
Нафто-газова галузь швидко стає вкрай високотехнологічним виробництвом. І хоча виділяється ціла група країн, про дотримання екологічних норм у яких часто забувають, в цілому виробництво і транспортування нафтопродуктів стають безпечніше. Темпи зростання обсягів споживання, відкриття нових родовищ нафти і газу безпосередньо ведуть до вдосконалення наявних і створення нових видів транспорту.
Транзит нафти і таких нафтопродуктів як мазут, дизельне паливо і бензин в сучасному світі є складною комплексну систему, формування якої відбувалося і відбувається під впливом багатьох факторів. Серед них найбільш значними слід визнати геополітичні, економічні та екологічні. Конкретизація цих чинників призведе нас до таких понять як енергетична безпека країни, політичні та економічні відносини з країнами транзиту, оптимізація маршрутів і стратегія внутрішнього розвитку країни, а також соціо-екологічні обмеження. Всі вони в тій чи іншій мірі формували тенденції змін умов транзиту нафтопродуктів. Зараз можна виділити наступні способи транспортування нафти і нафтопродуктів: трубопровід, танкери, залізничний та автотранспорт. У Росії основні перевезення нафти припадають на частку трубопровідного транспорту, а нафтопродуктів - на частку залізничного. За межі Росії нафтопродукти потрапляють через найбільшу в світі систему трубопроводів, а також через морські порти.
До загальних умов транзиту відносяться направлення і дальність транзитних маршрутів, метод транспортування і цінова політика учасників транзиту. Метод транзиту оцінюється при порівнянні рентабельності, і тут першість утримують системи трубопроводів, тому що ціна перевезення нафтопродуктів по залізниці складає більше 30% від кінцевої ціни, у той час як вартість транспортування по трубопроводу - 10-15%. Однак розгалуженість залізничних магістралей на тлі жорсткої прив'язки системи нафтопродуктопроводів до нафтопереробних заводів (НПЗ) забезпечує домінуюче становище залізничного транспорту на ринку внутрішніх транзитних послуг. Безсумнівно, що деякі країни, через територію яких проходять транзитні маршрути, вміло користуються своїм географічним положенням при узгодженні транзитних цін. Тому формування цін, а тим більше несанкціонований забір нафтопродуктів, як це було недавно у випадку з Білорусією, серйозно позначаються на умовах і, перш за все, інтенсивності транзиту. Напрями транзитних маршрутів уособлюють собою суміш економічної рентабельності та політичної стратегії. На даний момент традиційним є центрально-європейський напрямок: нафтопродукти транспортуються за двома маршрутами: північним - до Польщі і Німеччини, і південному - на нафтопереробні заводи Чехії, Словаччини, Угорщини, Хорватії та Югославії. Також активно використовуються чорноморські порти: Туапсе і Новоросійськ. До цього напрямку (каспійсько-чорноморсько-середземноморському) відноситься і транзит нафтопродуктів вже через територію Росії з Азербайджану, Туркменії і Казахстану. Північний напрямок нафтопроводу "Дружба" виходить на країни Балтії і розглядається як сфера спільного використання Росією - для транспортування своїх нафтопродуктів, країнами СНД - для можливого збільшення транзиту через територію Росії.
Підготовка нафти до транспортування
На початковому етапі розробки нафтових родовищ, як правило, видобуток нафти відбувається з фонтануючих свердловин практично без домішки води. Проте на кожному родовищі настає такий період, коли з пласта разом з нафтою надходить вода спочатку в малих, а потім все в більших кількостях. Приблизно дві третини всієї нафти добувається в обводненому стані. Пластові води, що надходять зі свердловин різних родовищ, можуть значно відрізнятися за хімічним і бактеріологічному складу. Під час вилучення суміші нафти з пластовою водою утворюється емульсія, яку слід розглядати як механічну суміш двох нерозчинних рідин, одна з яких розподіляється в обсязі іншого у вигляді крапель різних розмірів. Наявність води в нафті призводить до подорожчання транспорту в зв'язку зі зростаючими обсягами рідини, що транспортується і збільшенням її в'язкості.
Присутність агресивних водних розчинів мінеральних солей призводить до швидкого зносу як нафтоперекачувальної, так і нафтопереробного устаткування. Наявність у нафті навіть 0,1% води призводить до інтенсивного вспениванию її в ректифікаційних колонах нафтопереробних заводів, що порушує технологічні режими переробки і, крім того, забруднює конденсаційну апаратуру.
Легкі фракції нафти (вуглеводневі гази від етану до пентану) є цінною сировиною хімічної промисловості, з якого виходять такі продукти, як розчинники, рідкі моторні палива, спирти, синтетичний каучук, добрива, штучне волокно і інші продукти органічного синтезу, що широко застосовуються в промисловості. Тому необхідно прагнути до зниження втрат легких фракцій з нафти і до збереження всіх вуглеводнів, видобутих з нафтоносного горизонту для подальшої їх переробки.
Сучасні комплексні нафтохімічні комбінати випускають як різні високоякісні масла і палива, так і нові види хімічної продукції. Якість вироблюваної продукції багато в чому залежить від якості вихідної сировини, тобто нафти. Якщо в минулому на технологічні установки нафтопереробних заводів йшла нафту з вмістом мінеральних солей 100-500 мг / л, то в даний час потрібно нафту з більш глибоке знесолення, а часто перед переробкою нафти доводиться повністю видаляти з неї солі.
Наявність у нафті механічних домішок (породи пласта) викликає абразивний знос трубопроводів, нафтоперекачувальної обладнання, ускладнює переробку нафти, утворює відкладення в холодильниках, печах і теплообмінниках, що призводить до зменшення коефіцієнта теплопередачі і швидкого виходу їх з ладу. Механічні домішки сприяють утворенню трудноразделімих емульсій.
Присутність мінеральних солей у вигляді кристалів у нафті і розчину у воді призводить до посиленої корозії металу обладнання і трубопроводів, збільшує стійкість емульсії, ускладнює переробку нафти. Кількість мінеральних солей, розчинених у воді, віднесене до одиниці її обсягу, називається загальною мінералізацією.
За відповідних умов частина хлористого магнію (MgCl) і хлористого кальцію (CaCl), що знаходяться у пластовій воді, гідролізується з утворенням соляної кислоти. У результаті розкладання сірчистих з'єднань при переробці нафти утворюється сірководень, який у присутності води викликає посилену корозію металу. Хлористий водень в розчині води також роз'їдає метал. Особливо інтенсивно йде корозія при наявності у воді сірководню і соляної кислоти. Вимоги до якості нафти в деяких випадках досить жорсткі: вміст солей не більше 40 мг / л при наявності води до 0,1%.
Ці та інші причини вказують на необхідність підготовки нафти до транспорту. Власне підготовка нафти включає: зневоднення і знесолювання нафти і повне або часткове її розгазування.
Способи транспортування нафти
Зі зростанням видобутку збільшувалися обсяги транспортування нафтопродуктів, удосконалювалися способи доставки. Довгий час це робилося дуже примітивно, караванним способом. Дерев'яні бочонки і бурдюки наповнювалися нафтою або гасом, вантажилися на вози і таким чином доставлялися до місця. Або ж по воді - в дубових, а пізніше сталевих бочках. Такий спосіб транспортування був дуже дорогий, вартість нафтопродуктів була занадто висока. У підсумку, першою почавши виробництво гасу, Росія виявилася не в змозі постачати його за прийнятними цінами навіть на внутрішній ринок: гас закуповувався в Америці. У 1863 році цією проблемою зацікавився Д.І. Менделєєв. Як вихід він запропонував перевозити нафтопродукти не в бочках, а в спеціально обладнаних трюмах суден методом наливу. Цей метод перевезення отримав назву "російський спосіб". Через десять років, коли ідея була реалізована братами Артем'євою та повністю себе виправдала, спосіб, запропонований великим російським вченим, став застосовуватися повсюдно.
Ще одним зручним способом транспортування нафтопродуктів став залізничний транспорт. У 1878 році, з метою задоволення стрімко зростаючого попиту на нафтопродукти, був виданий указ про створення залізничної гілки Баку - Сурахани - Сабунчі довжиною 20 км. Її будівництво було закінчився 20 січня 1880 року. Нафта вперше стали перевозити в спеціальних цистернах. Географія залізничних нафтоперевезень від місць видобутку на нафтопереробні заводи, у сховища або споживачам, прив'язана до так званих нафтогазовим басейнах. Деякі залізничні напрямки - такі як Уральське, Нафто-Камський, Східно-Сибірське, Бакинське, практично повністю завантажені рухомими складами з вантажами нафти та ПММ. Обсяги таких перевезень надзвичайно великі: на даний час тільки по Азербайджанської залізниці перевозять щорічно до 14 млн. тонн нафти і нафтопродуктів. Більше того, спостерігається зростання обсягів перевезень. Так у 2005 році ВАТ "РЖД" доставило в Китай 9300 тисяч тонн нафтопродуктів, у 2006 - 10,2 млн тонн. Пропускна спроможність кордону дозволяє РЖД поставити в 2007 році 15 млн тонн нафти і ПММ у Китай. Загальносвітовий обсяг залізничних нафтоперевезень зростає щороку на 3-4%, а в Росії цей показник досягає 6%.
Незважаючи на зручність залізничного способу перевезення нафтопродуктів на великі відстані, нафтопродукти - такі як бензин, ДП, або скраплений газ - на невеликі відстані до місця реалізації оптимально доставляти автоцистернами. Перевезення палива таким способом помітно підвищує його споживчу вартість. Рентабельність автоперевезень обмежується відстанню в 300-400 кілометрів, що визначає їх локальний характер - від нафтобази до заправної станції і назад. У кожного виду транспортування є свої плюси і мінуси. Найбільш швидкий повітряний спосіб дуже дорогий, вимагає особливих заходів безпеки, тому цим способом доставки користуються рідко - у випадках екстреної необхідності або неможливості доставити ПММ іншим шляхом. Наприклад, у військових цілях або у випадках фактичної недоступності місцевості для інших, крім повітряного, видів транспорту.
Більшість нафтопромислів знаходиться далеко від місць переробки або збуту нафти, тому швидка і економічна доставка «чорного золота» життєво важлива для процвітання галузі.
Найдешевшим і екологічно безпечним способом транспортування нафти є нафтопроводи. Нафта в них рухається зі швидкістю до 3 м / сек під впливом різниці в тиску, що створюється насосними станціями. Їх встановлюють з інтервалом в 70-150 кілометрів залежно від рельєфу траси. На відстані в 10-30 кілометрів на трубопроводах розміщують засувки, які дозволяють перекрити окремі ділянки при аварії. Внутрішній діаметр труб, як правило, складає від 100 до 1400 міліметрів. Їх роблять з високопластичних сталей, здатних витримати температурні, механічні і хімічні дії. Поступово все більшу популярність знаходять трубопроводи з армованого пластику. Вони не схильні до корозії і володіють практично необмеженим терміном експлуатації.
Нафтопроводи бувають підземними та наземними. У обох типів є свої переваги. Наземні нафтопроводи легше будувати та експлуатувати. У випадку аварії значно легше виявити й усунути пошкодження на трубі, проведеної над землею. У той же час підземні нафтопроводи менш схильні до впливу змін погодних умов, що особливо важливо для Росії, де різниця зимових і літніх температур в деяких регіонах не має аналогів у світі. Труби можна проводити і по дну моря, але оскільки це складно технічно і вимагає великих витрат, великі простори нафту перетинає за допомогою танкерів, а підводні трубопроводи частіше використовують для транспортування нафти в межах одного нафтовидобувного комплексу.
Розрізняють три види нафтопроводів. Промислові, як зрозуміло з назви, з'єднують свердловини з різними об'єктами на промислах. Міжпромислові ведуть від одного родовища до іншого, магістральним нафтопроводом або просто щодо віддаленого промисловому об'єкту, що знаходиться за межами вихідного нафтовидобувного комплексу. Магістральні нафтопроводи прокладають для доставки нафти від родовищ до місць перевалки та споживання, до яких, в тому числі, відносяться нафтобази, нафтоналивні термінали, нафтопереробні заводи.
Теоретичні та практичні засади будівництва нафтопроводів розробив знаменитий інженер В.Г. Шухов, автор проекту телевізійної вежі на Шаболовці. Під його керівництвом у 1879 році на Апшеронському півострові створили перший в Російській імперії промисловий нафтопровід для доставки нафти з Балаханського родовища на нафтопереробні заводи Баку. Його довжина склала 12 кілометрів. А в 1907 році також за проектом В.Г. Шухова побудували перший магістральний нафтопровід довжиною 813 кілометрів, що з'єднав Баку і Батумі. Він експлуатується донині. Сьогодні загальна протяжність магістральних нафтопроводів в нашій країні становить близько 50 тисяч кілометрів. Окремі нафтопроводи часто об'єднуються у великі системи. Найбільш протяжна з них - «Дружба», побудована в 1960-і роки для доставки нафти зі Східного Сибіру до Східної Європи (8900 км). До Книги рекордів Гіннеса внесений найдовший на сьогодні трубопровід у світі, довжина якого становить 3 787,2 кілометра. Він належить компанії Інтерпровіншл Пайплайн Інкорпорейтед (Interprovincial Pipe Line Inc.) Й простягається через весь Північноамериканський континент від Едмонтона в канадській провінції Альберта до Чикаго і далі до Монреаля. Однак цей результат недовго буде зберігати лідерські позиції. Довжина що будується в даний час нафтопроводу «Східний Сибір - Тихий Океан» (ССТО) складе 4770 кілометрів. Проект був розроблений і реалізується корпорацією «Транснефть». Нафтопровід пройде поблизу від родовищ Східного Сибіру і Далекого Сходу, що дасть стимул для більш ефективної роботи нафтовидобувних комплексів, розвитку інфраструктури і створення нових робочих місць. Нафта найбільших російських компаній, таких як «Роснефть», «Сургутнефтегаз», «ТНК-ВР» і «Газпром нафта», буде доставлятися до споживачів в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні, де економіка розвивається найбільш динамічно і постійно зростають потреби в енергоресурсах. За масштабами і значенням для розвитку економіки країни ССТО зіставимо з Байкало-Амурської залізничної магістраллю.
Оскільки застосування трубопроводів економічно вигідно, а працюють вони в будь-яку погоду і в будь-який час року, це засіб транспортування нафти дійсно незамінне - особливо для Росії, з її величезними територіями і сезонними обмеженнями на використання водного транспорту. Тим не менш, основний обсяг міжнародних перевезень нафти здійснюють танкери.
Зручним транспортом для перевезення нафти і палива є морські і річкові танкери. Річкові нефтеперевозкі, у порівнянні з залізничними, знижують витрати на 10-15%, і на 40% в порівнянні з автомобільними.
Розвитку галузі сприяє модернізація спеціалізованої інфраструктури. У Ленінградській області по річці Неві транспортується близько 5 млн тонн нафтопродуктів на рік. Будівництво нових нафтоналивних і портових комплексів у 2007-2008 роках збільшить ці обсяги в двоє, а загальний обсяг перевезень по Фінській затоці з 30-40 млн тонн збільшиться до 100 млн тонн на рік.
Малотоннажні танкери використовуються для спеціальних цілей - у тому числі для перевезень бітумів; танкери загального призначення, які мають дедвейтом (загальною вагою вантажів, які приймає судно) в 16 500-24 999 тонн, застосовуються для перевезення нафтопродуктів; середньотонажні танкери (25 000-44 999 тонн) - для доставки як нафтопродуктів, так і нафти. Великотоннажними вважаються танкери дедвейтом понад 45 000 тонн, і на них припадає основне навантаження з транспортування нафти морським шляхом. Для транспортування нафти по річкових артеріях використовують баржі дедвейтом 2 000 - 5 000 тонн. Перший у світі танкер, «наливний пароплав» під ім'ям «Зороастр», був побудований в 1877 році на замовлення «Товариства братів Нобель» на верфях шведського міста Мотала. Пароплав вантажопідйомністю 15 тисяч пудів (близько 250 тонн) використовувався для доставки гасу наливом з Баку в Царицин (нині Волгоград) і Астрахань. Сучасні танкери - це гігантські суду. Вражаючі розміри пояснюються економічним «ефектом масштабу». Вартість перевезення одного бареля нафти на морських судах обернено пропорційна їх розмірам. Крім того, число членів екіпажу великого та середнього танкера приблизно однаково. Тому кораблі-гіганти значно скорочують витрати компаній на транспортування. Однак не всі морські порти в змозі прийняти у себе супер-танкер. Для таких гігантів потрібні глибоководні порти. Так, наприклад, більшість російських портів через обмеження по фарватеру не здатна приймати танкери з дедвейтом понад 130-150 тисяч тонн.
Вантажні приміщення танкера розділені декількома поперечними і однією-трьома подовжніми перегородками на резервуари - танки. Деякі з них служать тільки для прийому водного баласту. Доступ до танків можна отримати з палуби - через горловини невеликого розміру з щільними кришками. Для зниження ризику витоку нафти і нафтопродуктів в результаті аварій у 2003 році Міжнародна морська організація схвалила пропозиції Євросоюзу про прискорення виведення з експлуатації однокорпусних нафтових танкерів. Вже з квітня 2008 року заборонено перевезення всіх важких видів палива на суднах, не обладнаних подвійним корпусом.
Нафта і нафтопродукти завантажують у танкери з берега, а розвантаження ведуть за допомогою корабельних насосів і трубопроводів, прокладених в танках і вздовж палуби. Однак супертанкери дедвейтом понад 250 тисяч тонн, як правило, просто не можуть зайти в порт, будучи повністю завантаженими. Їх заповнюють з морських платформ та розвантажують, перекачуючи рідкий вміст на танкери меншого розміру.
Сьогодні моря і океани світу борознять більше 4000 танкерів. Більшість з них належать незалежним судноплавним компаніям. Нафтові корпорації укладають з ними договори фрахтування, отримуючи право на використання судна.
Забезпечення технічної і екологічної безпеки в процесі транспортування нафти
Одним з найбільш перспективних шляхів огорожі середовища від забруднення є створення комплексної автоматизації процесів видобутку, транспорту і зберігання нафти. У нашій країні така система вперше була створена в 70-х рр.. і застосована в районах Західного Сибіру. Треба було створити нову уніфіковану технологію видобутку нафти. Раніше, наприклад, на промислах не вміли транспортувати нафту і попутний газ спільно по одній системі трубопроводів. З цією метою споруджувалися спеціальні нафтові і газові комунікації з великою кількістю об'єктів, розосереджених на великих територіях. Промисли складалися із сотень об'єктів, причому в кожному нафтовому районі їх будували по-своєму, це не дозволяло зв'язати їх єдиною системою телекерування. Природно, що при такій технології видобутку і транспорту багато продукту губилося за рахунок випаровування і витоку. Фахівцям вдалося, використовуючи енергію надр і глибинних насосів, забезпечити подачу нафти від свердловини до центральних нафтозбірні пунктах без проміжних технологічних операцій. Кількість промислових об'єктів скоротилося в 12-15 разів.
По дорозі герметизації систем збору, транспорту і підготовки нафти йдуть і інші великі нафтовидобувні країни земної кулі. У США, наприклад, деякі промисли, розташовані в густонаселених районах, мистецьки сховані в будинках. У прибережній зоні курортного містах Лонг-Біч (Каліфорнія) побудовано чотири штучних острови, де виробляється розробка морських площ. З материком ці своєрідні промисли зв'язані мережею трубопроводів завдовжки понад 40 км і електрокабелем протяжністю 16,5 км. Площа кожного острова 40 тис.м 2, тут можна розмістити до 200 експлуатаційних свердловин з комплектом необхідного обладнання. Всі технологічні об'єкти декоровані - вони заховані у вежі з кольорового матеріалу, навколо яких розміщені штучні пальми, скелі й водоспади. Ввечері та вночі вся ця бутафорія підсвічується кольоровими прожекторами, що створює дуже барвисте екзотичне видовище, що вражає уяву численних відпочиваючих і туристів.
Отже, можна сказати, що нафта - це друг, з яким треба тримати вухо гостро. Недбале поводження з "чорним золотом" може обернутися великою бідою. Ось ще один приклад того, як надмірна любов до нього призвела до неприємних наслідків. Йтиметься про вже згадуваному заводі з виробництва білково-вітамінного концентрату (БВК) у м. Кириши. Як з'ясувалося , виробництво цього продукту та його застосування загрожує серйозними наслідками. Перші досліди були обнадійливими. Проте виявилося, що у тварин при використанні БВК відбувається глибока патологія в крові і в деяких органах, у другому поколінні знижується плідність і імунологічна реакція. Шкідливі з'єднання (паприн ) через м'ясо тварин потрапляють до людини і надають на нього негативний вплив. Виробництво БВК пов'язане із забрудненням навколишнього середовища. Зокрема у м. Кириши завод не був забезпечений необхідною очисною системою, що призвело до систематичного викиду в атмосферу білкових речовин, що викликають алергію і астму. огляду на це, ряд зарубіжних країн (Італія, Франція, Японія) призупинили в себе виробництво БВК.
Все це говорить про те, що використання нафти і нафтопродуктів має бути досить акуратним, продуманим і дозованим. Нафта вимагає до себе уважного ставлення. Це необхідно пам'ятати не тільки кожному нефтянику, але і всім, хто має справу з продуктами нафтохімії.
Аварійні виливи нафти: засоби локалізації і методи ліквідації
Аварійні виливи нафти і нафтопродуктів, що мають місце на об'єктах нафтовидобувної і нафтопереробної промисловості, при транспорті цих продуктів завдають відчутної шкоди екосистемам, призводять до негативних економічних та соціальних наслідків.
У зв'язку зі збільшенням кількості надзвичайних ситуацій, яке обумовлено зростанням видобутку нафти, зносом основних виробничих фондів (зокрема, трубопровідного транспорту), а також диверсійними актами на об'єктах нафтової галузі, що останнім часом почастішали, негативний вплив розливів нафти на навколишнє середовище стає все більш істотним. Екологічні наслідки при цьому носять важко врахований характер, оскільки нафтове забруднення порушує багато природні процеси і взаємозв'язку, істотно змінює умови проживання всіх видів живих організмів і накопичується в біомасі.
Незважаючи на проведену останнім часом державою політику в галузі попередження і ліквідації наслідків аварійних розливів нафти і нафтопродуктів, дана проблема залишається актуальною і з метою зниження можливих негативних наслідків потребує особливої уваги до вивчення способів локалізації, ліквідації та до розробки комплексу необхідних заходів.
Локалізація і ліквідація аварійних розливів нафти і нафтопродуктів передбачає виконання багатофункціонального комплексу завдань, реалізацію різних методів та використання технічних засобів. Незалежно від характеру аварійного розливу нафти і нафтопродуктів (ННП) перші заходи з його ліквідації повинні бути спрямовані на локалізацію плям щоб уникнути розповсюдження подальшого забруднення нових ділянок і зменшення площі забруднення.
Бонові загородження
Основними засобами локалізації розливів ННП в акваторіях є бонові загородження. Їх призначенням є запобігання розтікання нафти на водній поверхні, зменшення концентрації нафти для полегшення процесу збирання, а також відвід (тралення) нафти від найбільш екологічно вразливих районів.
У залежності від застосування бони поділяються на три класи:
I клас - для захищених акваторій (річки та водойми);
II клас - для прибережної зони (для перекриття входів і виходів у гавані, порти, акваторії судноремонтних заводів);
III клас - для відкритих акваторій.
Бонові загородження бувають наступних типів:
самонадувние - для швидкого розгортання в акваторіях;
важкі надувні - для огородження танкера біля термінала;
відхильні - для захисту берега, огорож ННП;
неспалені - для спалювання ННП на воді;
сорбційні - для одночасного сорбуванні ННД.
Всі типи бонових загороджень складаються з наступних основних елементів:
· Поплавця, забезпечує плавучість бона;
· Надводної частини, що перешкоджає перехлестиванію нафтової плівки через бони (поплавок і надводна частина іноді поєднані);
· Підводної частини (спідниці), яка перешкоджає унесенню нафти під бони;
вантажу (баласту), що забезпечує вертикальне положення бонів відносно поверхні води;
· Елемента поздовжнього натягу (тягового троса), що дозволяє бонам при наявності вітру, хвиль і течії зберігати конфігурацію і здійснювати буксирування бонів на воді;
· Сполучних вузлів, які забезпечують складання бонів з окремих секцій; пристроїв для буксирування бонів і кріплення їх до якорів і буїв.
При розливах ННП в акваторіях річок, де локалізація бонами через значне течії утруднена або взагалі неможлива, рекомендується стримувати і змінювати напрямок руху нафтової плями суднами-екранами, струменями води з пожежних стволів катерів, буксирів і стоять у порту судів.
Дамби
Як локалізуючих засобів при розливі ННП на грунті застосовують цілий ряд різних типів дамб, а також спорудження земляних комор, запруд або обваловок, траншей для відводу ННД. Використання певного виду споруд обумовлюється низкою чинників: розмірами розливу, розташуванням на місцевості, пори року та ін
Для стримування розливів відомі наступні типи дамб: сифонна і стримуюча дамби, бетонна дамба донного стоку, переливна Плотинна дамба, крижана дамба. Після того як нафту, що розлилася вдається локалізувати і сконцентрувати, наступним етапом є її ліквідація.
Методи ліквідації
Існує кілька методів ліквідації розливу ННП: механічний, термічний, фізико-хімічний і біологічний.
Одним з головних методів ліквідації розливу ННП є механічний збір нафти. Найбільша ефективність його досягається в перші години після розливу. Це пов'язано з тим, що товщина шару нафти залишається ще досить великий. (При малій товщині нафтового шару, великої площі його поширення та постійному русі поверхневого шару під впливом вітру і течії процес відділення нафти від води досить утруднений.) Крім цього ускладнення можуть виникати при очищенні від ННП акваторій портів і верфей, які часто забруднені всіляким сміттям, тріскою, дошками та іншими предметами, плаваючими на поверхні води.
Термічний метод, заснований на випалюванні шару нафти, застосовується при достатній товщині шару і безпосередньо після забруднення, до утворення емульсій з водою. Цей метод, як правило, застосовується у поєднанні з іншими методами ліквідації розливу.
Фізико-хімічний метод з використанням диспергент і сорбентів розглядається як ефективний у тих випадках, коли механічний збір ННП неможливий, наприклад при малій товщині плівки або коли розлилися ННП представляють реальну загрозу найбільш екологічно вразливим районах.
Біологічний метод використовується після застосування механічного та фізико-хімічного методів при товщині плівки не менше 0,1 мм.
При виборі методу ліквідації розливу ННП потрібно виходити з таких принципів:
o всі роботи повинні бути проведені у найкоротші строки;
o проведення операції з ліквідації розливу ННП не повинно завдати більшої екологічної шкоди, ніж сам аварійний розлив.
Скімери
Для очищення акваторій і ліквідації розливів нафти використовуються нефтесборщики, сміттєзбирачами і нафтосміттязбірники з різними комбінаціями пристроїв для збору нафти та сміття.
Нафтозбірні пристрою, або скімери, призначені для збору нафти безпосередньо з поверхні води. У залежності від типу та кількості нафтопродуктів, що розлилися, погодних умов застосовуються різні типи скімерів як по конструктивного виконання, так і за принципом дії.
За способом пересування або кріплення нафтозбірні пристрої підрозділяються на самохідні; встановлюються стаціонарно; буксируються переносні на різних плавальних засобах. За принципом дії - на порогові, олеофільние, вакуумні і гідродинамічні.
Порогові скімери відрізняються простотою і експлуатаційною надійністю, засновані на явищі протікання поверхневого шару рідини через перешкоду (поріг) в ємність з більш низьким рівнем. Більш низький рівень до порога досягається відкачуванням різними способами рідини з ємності.
Олеофільние скімери відрізняються незначною кількістю збирається спільно з нафтою води, малою чутливістю до сорту нафти і можливістю збору нафти на мілководді, в затонах, ставках за наявності густих водоростей і т.п. Принцип дії даних скімерів заснований на здатності деяких матеріалів піддавати нафту і нафтопродукти налипання.
Вакуумні скімери відрізняються малою масою і порівняно малими габаритами, завдяки чому легко транспортуються у віддалені райони. Проте вони не мають у своєму складі откачивающих насосів і вимагають для роботи берегових або суднових вакуумируют коштів.
Більшість цих скімерів за принципом дії є також пороговими. Гідродинамічні скімери засновані на використанні відцентрових сил для поділу рідини різної щільності - води і нафти. До цієї групи скімерів також умовно можна віднести пристрій, що використовує як привід окремих вузлів робочу воду, що подається під тиском гідротурбін, що обертає нефтеоткачівающіе насоси і насоси пониження рівня за порогом, або гідроежекторам, що здійснюють ва-куумірованіе окремих порожнин. Як правило, в цих нафтозбиральних пристроях також використовуються вузли порогового типу.
У реальних умовах у міру зменшення товщини плівки, пов'язаної з природною трансформацією під дією зовнішніх умов і в міру збору ННП, різко знижується продуктивність ліквідації розливу нафти. Також на продуктивність впливають несприятливі зовнішні умови. Тому для реальних умов ведення ліквідації аварійно розливу продуктивність, наприклад, порогового скімера потрібно приймати на рівні 10-15% продуктивності насоса.
Нафтозбірні системи
Нафтозбірні системи призначені для збору нафти з поверхні моря під час руху нафтозбиральних судів, тобто на ходу. Ці системи являють собою комбінацію різних бонових загород і нафтозбиральних пристроїв, які застосовуються також і в стаціонарних умовах (на якорях) при ліквідації локальних аварійних розливів із морських бурових або потерпілих лихо танкерів.
За конструктивним виконанням нафтозбірні системи діляться на буксируються навісні.
Буксирувані нафтозбірні системи для роботи у складі ордери вимагають залучення таких суден, як:
§ буксири з хорошою керованістю при малих швидкостях;
§ допоміжні судна для забезпечення роботи нафтозбиральних пристроїв (доставка, розгортання, подача необхідних видів енергії);
§ суду для прийому та накопичення зібраної нафти та її доставки.
Навісні нафтозбірні системи навішуються на один або два борти судна. При цьому до судна пред'являються такі вимоги, необхідні для роботи з буксируваними системами:
· Хороше маневрування і керованість на швидкості 0,3-1,0 м / с;
· Розгортання та енергозабезпечення елементів нафтозбірні навісної системи в процесі роботи;
накопичення збирається нафти в значних кількостях.
Спеціалізовані суду
До спеціалізованим судам для ліквідації аварійних розливів ННП відносяться судна, призначені для проведення окремих етапів або всього комплексу заходів з ліквідації розливу нафти на водоймах. За функціональним призначенням їх можна розділити на наступні типи:
· Нефтесборщики - самохідні судна, які здійснюють самостійний збір нафти в акваторії;
· Бонопостановника - швидкісні самохідні судна, що забезпечують доставку в район розливу нафти бонових загороджень та їх встановлення;
· Універсальні - самохідні судна, здатні забезпечити більшу частину етапів ліквідації аварійних розливів ННП самостійно, без додаткових плавтехзасобів.
Диспергент і сорбенти
Як говорилося вище, в основі фізико-хімічного методу ліквідації розливів ННП лежить використання диспергент і сорбентів.
Диспергент представляють собою спеціальні хімічні речовини і застосовуються для активізації природного розсіювання нафти з метою полегшити її видалення з поверхні води раніше, ніж розлив досягне більш екологічно уразливого району.
Для локалізації розливів ННП обгрунтовано застосування і різних порошкоподібних, тканинних або бонових сорбирующих матеріалів. Сорбенти при взаємодії з водною поверхнею починають негайно вбирати ННП, максимальне насичення досягається в період перших десяти секунд (якщо нафтопродукти мають середню щільність), після чого утворюються грудки матеріалу, насиченого нафтою.
Біоремедітація
Біоремедітація - це технологія очищення нафтозабруднених грунтів і води, в основі якої лежить використання спеціальних, углеводородоокісляющіх мікроорганізмів або біохімічних препаратів.
Число мікроорганізмів, здатних асимілювати нафтові вуглеводні, відносно невелика. У першу чергу це бактерії, в основному представники роду Pseudomonas, а також певні види грибків і дріжджів. У більшості випадків всі ці мікроорганізми є строгими аеробами.
Існують два основних підходи в очищенні забруднених територій за допомогою біоремедітаціі:
· Стимуляція локального грунтового біоценозу;
· Використання спеціально відібраних мікроорганізмів.
Стимуляція локального грунтового біоценозу заснована на здатності молекул мікроорганізмів до зміни видового складу під впливом зовнішніх умов, в першу чергу субстратів харчування.
Найбільш ефективно розкладання ННП відбувається в перший день їх взаємодії з мікроорганізмами. При температурі води 15-25 ° С і достатньої насиченості киснем мікроорганізми можуть окисляти ННП зі швидкістю до 2 г/м2 водної поверхні в день. Однак при низьких температурах бактеріальне окислення відбувається повільно, і нафтопродукти можуть залишатися у водоймах тривалий час - до 50 років.
На закінчення необхідно відзначити, що кожна надзвичайна ситуація, зумовлена аварійним розливом нафти і нафтопродуктів, відрізняється певною специфікою. Багатофакторність системи "нафта-навколишнє середовище" часто ускладнює прийняття оптимального рішення щодо ліквідації аварійного розливу. Тим не менше, аналізуючи способи боротьби з наслідками розливів та їх результативність відповідно до конкретних умов, можна створити ефективну систему заходів, що дозволяє в найкоротші терміни ліквідувати наслідки аварійних розливів ННП і звести до мінімуму екологічну шкоду.
Висновок
Нафта і нафтопродукти є найбільш поширеними забруднюючими речовинами в навколишньому середовищі. Основними джерелами забруднення нафтою є: регламентні роботи при звичайних транспортних перевезеннях нафти, аварії при транспортуванні і видобутку нафти, промислові та побутові стоки.
Найбільші втрати нафти пов'язані з її транспортуванням з районів видобутку. Аварійні ситуації, злив за борт танкерами промивних і баластових вод, - все це обумовлює присутність постійних полів забруднення на трасах морських шляхів. Але витоку нафти можуть відбуватися і на поверхні, в результаті нафтове забруднення охоплює всі галузі життєдіяльності людини.
Забруднення впливає не тільки на наше довкілля, а й на наше здоров'я. З такими швидкими «руйнівними» темпами, незабаром все навколо нас, буде непридатне для використання: брудна вода буде сильною отрутою, повітря насичене важкими металами, а овочі і взагалі вся рослинність буде зникати через руйнування структури грунту. Саме таке майбутнє очікує нас за прогнозами вчених приблизно через сторіччя, але тоді буде пізно що-небудь робити.
Споруда очисних споруд, посилений контроль за транспортуванням та видобутком нафти, двигуни працюють за рахунок вилучення водню з води - це всього лише початок списку того, що можна застосувати для очищення навколишнього середовища. Ці винаходи доступні і можуть зіграти вирішальну роль світової та Російської екології.
Використана література
1. Вилкован А.І., Венцюліс Л.С, Зайцев В.М., Філатов В.Д. Сучасні методи та засоби боротьби з розливами нафти: Науково-практичний посібник. - СПб.: Центр-Техінформ, 2000.
2. Забела К.А., Фарби В.А., Москвич В.М., Сощенко А.Є. Безпека перетинань трубопроводами водних перешкод. - М.: Надра-Бізнесцентр, 2001.
3. Матеріали сайту infotechflex.ru
Розвитку галузі сприяє модернізація спеціалізованої інфраструктури. У Ленінградській області по річці Неві транспортується близько 5 млн тонн нафтопродуктів на рік. Будівництво нових нафтоналивних і портових комплексів у 2007-2008 роках збільшить ці обсяги в двоє, а загальний обсяг перевезень по Фінській затоці з 30-40 млн тонн збільшиться до 100 млн тонн на рік.
Малотоннажні танкери використовуються для спеціальних цілей - у тому числі для перевезень бітумів; танкери загального призначення, які мають дедвейтом (загальною вагою вантажів, які приймає судно) в 16 500-24 999 тонн, застосовуються для перевезення нафтопродуктів; середньотонажні танкери (25 000-44 999 тонн) - для доставки як нафтопродуктів, так і нафти. Великотоннажними вважаються танкери дедвейтом понад 45 000 тонн, і на них припадає основне навантаження з транспортування нафти морським шляхом. Для транспортування нафти по річкових артеріях використовують баржі дедвейтом 2 000 - 5 000 тонн. Перший у світі танкер, «наливний пароплав» під ім'ям «Зороастр», був побудований в 1877 році на замовлення «Товариства братів Нобель» на верфях шведського міста Мотала. Пароплав вантажопідйомністю 15 тисяч пудів (близько 250 тонн) використовувався для доставки гасу наливом з Баку в Царицин (нині Волгоград) і Астрахань. Сучасні танкери - це гігантські суду. Вражаючі розміри пояснюються економічним «ефектом масштабу». Вартість перевезення одного бареля нафти на морських судах обернено пропорційна їх розмірам. Крім того, число членів екіпажу великого та середнього танкера приблизно однаково. Тому кораблі-гіганти значно скорочують витрати компаній на транспортування. Однак не всі морські порти в змозі прийняти у себе супер-танкер. Для таких гігантів потрібні глибоководні порти. Так, наприклад, більшість російських портів через обмеження по фарватеру не здатна приймати танкери з дедвейтом понад 130-150 тисяч тонн.
Вантажні приміщення танкера розділені декількома поперечними і однією-трьома подовжніми перегородками на резервуари - танки. Деякі з них служать тільки для прийому водного баласту. Доступ до танків можна отримати з палуби - через горловини невеликого розміру з щільними кришками. Для зниження ризику витоку нафти і нафтопродуктів в результаті аварій у 2003 році Міжнародна морська організація схвалила пропозиції Євросоюзу про прискорення виведення з експлуатації однокорпусних нафтових танкерів. Вже з квітня 2008 року заборонено перевезення всіх важких видів палива на суднах, не обладнаних подвійним корпусом.
Нафта і нафтопродукти завантажують у танкери з берега, а розвантаження ведуть за допомогою корабельних насосів і трубопроводів, прокладених в танках і вздовж палуби. Однак супертанкери дедвейтом понад 250 тисяч тонн, як правило, просто не можуть зайти в порт, будучи повністю завантаженими. Їх заповнюють з морських платформ та розвантажують, перекачуючи рідкий вміст на танкери меншого розміру.
Сьогодні моря і океани світу борознять більше 4000 танкерів. Більшість з них належать незалежним судноплавним компаніям. Нафтові корпорації укладають з ними договори фрахтування, отримуючи право на використання судна.
Забезпечення технічної і екологічної безпеки в процесі транспортування нафти
Одним з найбільш перспективних шляхів огорожі середовища від забруднення є створення комплексної автоматизації процесів видобутку, транспорту і зберігання нафти. У нашій країні така система вперше була створена в 70-х рр.. і застосована в районах Західного Сибіру. Треба було створити нову уніфіковану технологію видобутку нафти. Раніше, наприклад, на промислах не вміли транспортувати нафту і попутний газ спільно по одній системі трубопроводів. З цією метою споруджувалися спеціальні нафтові і газові комунікації з великою кількістю об'єктів, розосереджених на великих територіях. Промисли складалися із сотень об'єктів, причому в кожному нафтовому районі їх будували по-своєму, це не дозволяло зв'язати їх єдиною системою телекерування. Природно, що при такій технології видобутку і транспорту багато продукту губилося за рахунок випаровування і витоку. Фахівцям вдалося, використовуючи енергію надр і глибинних насосів, забезпечити подачу нафти від свердловини до центральних нафтозбірні пунктах без проміжних технологічних операцій. Кількість промислових об'єктів скоротилося в 12-15 разів.
По дорозі герметизації систем збору, транспорту і підготовки нафти йдуть і інші великі нафтовидобувні країни земної кулі. У США, наприклад, деякі промисли, розташовані в густонаселених районах, мистецьки сховані в будинках. У прибережній зоні курортного містах Лонг-Біч (Каліфорнія) побудовано чотири штучних острови, де виробляється розробка морських площ. З материком ці своєрідні промисли зв'язані мережею трубопроводів завдовжки понад 40 км і електрокабелем протяжністю 16,5 км. Площа кожного острова 40 тис.м 2, тут можна розмістити до 200 експлуатаційних свердловин з комплектом необхідного обладнання. Всі технологічні об'єкти декоровані - вони заховані у вежі з кольорового матеріалу, навколо яких розміщені штучні пальми, скелі й водоспади. Ввечері та вночі вся ця бутафорія підсвічується кольоровими прожекторами, що створює дуже барвисте екзотичне видовище, що вражає уяву численних відпочиваючих і туристів.
Отже, можна сказати, що нафта - це друг, з яким треба тримати вухо гостро. Недбале поводження з "чорним золотом" може обернутися великою бідою. Ось ще один приклад того, як надмірна любов до нього призвела до неприємних наслідків. Йтиметься про вже згадуваному заводі з виробництва білково-вітамінного концентрату (БВК) у м. Кириши. Як з'ясувалося , виробництво цього продукту та його застосування загрожує серйозними наслідками. Перші досліди були обнадійливими. Проте виявилося, що у тварин при використанні БВК відбувається глибока патологія в крові і в деяких органах, у другому поколінні знижується плідність і імунологічна реакція. Шкідливі з'єднання (паприн ) через м'ясо тварин потрапляють до людини і надають на нього негативний вплив. Виробництво БВК пов'язане із забрудненням навколишнього середовища. Зокрема у м. Кириши завод не був забезпечений необхідною очисною системою, що призвело до систематичного викиду в атмосферу білкових речовин, що викликають алергію і астму. огляду на це, ряд зарубіжних країн (Італія, Франція, Японія) призупинили в себе виробництво БВК.
Все це говорить про те, що використання нафти і нафтопродуктів має бути досить акуратним, продуманим і дозованим. Нафта вимагає до себе уважного ставлення. Це необхідно пам'ятати не тільки кожному нефтянику, але і всім, хто має справу з продуктами нафтохімії.
Аварійні виливи нафти: засоби локалізації і методи ліквідації
Аварійні виливи нафти і нафтопродуктів, що мають місце на об'єктах нафтовидобувної і нафтопереробної промисловості, при транспорті цих продуктів завдають відчутної шкоди екосистемам, призводять до негативних економічних та соціальних наслідків.
У зв'язку зі збільшенням кількості надзвичайних ситуацій, яке обумовлено зростанням видобутку нафти, зносом основних виробничих фондів (зокрема, трубопровідного транспорту), а також диверсійними актами на об'єктах нафтової галузі, що останнім часом почастішали, негативний вплив розливів нафти на навколишнє середовище стає все більш істотним. Екологічні наслідки при цьому носять важко врахований характер, оскільки нафтове забруднення порушує багато природні процеси і взаємозв'язку, істотно змінює умови проживання всіх видів живих організмів і накопичується в біомасі.
Незважаючи на проведену останнім часом державою політику в галузі попередження і ліквідації наслідків аварійних розливів нафти і нафтопродуктів, дана проблема залишається актуальною і з метою зниження можливих негативних наслідків потребує особливої уваги до вивчення способів локалізації, ліквідації та до розробки комплексу необхідних заходів.
Локалізація і ліквідація аварійних розливів нафти і нафтопродуктів передбачає виконання багатофункціонального комплексу завдань, реалізацію різних методів та використання технічних засобів. Незалежно від характеру аварійного розливу нафти і нафтопродуктів (ННП) перші заходи з його ліквідації повинні бути спрямовані на локалізацію плям щоб уникнути розповсюдження подальшого забруднення нових ділянок і зменшення площі забруднення.
Бонові загородження
Основними засобами локалізації розливів ННП в акваторіях є бонові загородження. Їх призначенням є запобігання розтікання нафти на водній поверхні, зменшення концентрації нафти для полегшення процесу збирання, а також відвід (тралення) нафти від найбільш екологічно вразливих районів.
У залежності від застосування бони поділяються на три класи:
I клас - для захищених акваторій (річки та водойми);
II клас - для прибережної зони (для перекриття входів і виходів у гавані, порти, акваторії судноремонтних заводів);
III клас - для відкритих акваторій.
Бонові загородження бувають наступних типів:
самонадувние - для швидкого розгортання в акваторіях;
важкі надувні - для огородження танкера біля термінала;
відхильні - для захисту берега, огорож ННП;
неспалені - для спалювання ННП на воді;
сорбційні - для одночасного сорбуванні ННД.
Всі типи бонових загороджень складаються з наступних основних елементів:
· Поплавця, забезпечує плавучість бона;
· Надводної частини, що перешкоджає перехлестиванію нафтової плівки через бони (поплавок і надводна частина іноді поєднані);
· Підводної частини (спідниці), яка перешкоджає унесенню нафти під бони;
вантажу (баласту), що забезпечує вертикальне положення бонів відносно поверхні води;
· Елемента поздовжнього натягу (тягового троса), що дозволяє бонам при наявності вітру, хвиль і течії зберігати конфігурацію і здійснювати буксирування бонів на воді;
· Сполучних вузлів, які забезпечують складання бонів з окремих секцій; пристроїв для буксирування бонів і кріплення їх до якорів і буїв.
При розливах ННП в акваторіях річок, де локалізація бонами через значне течії утруднена або взагалі неможлива, рекомендується стримувати і змінювати напрямок руху нафтової плями суднами-екранами, струменями води з пожежних стволів катерів, буксирів і стоять у порту судів.
Дамби
Як локалізуючих засобів при розливі ННП на грунті застосовують цілий ряд різних типів дамб, а також спорудження земляних комор, запруд або обваловок, траншей для відводу ННД. Використання певного виду споруд обумовлюється низкою чинників: розмірами розливу, розташуванням на місцевості, пори року та ін
Для стримування розливів відомі наступні типи дамб: сифонна і стримуюча дамби, бетонна дамба донного стоку, переливна Плотинна дамба, крижана дамба. Після того як нафту, що розлилася вдається локалізувати і сконцентрувати, наступним етапом є її ліквідація.
Методи ліквідації
Існує кілька методів ліквідації розливу ННП: механічний, термічний, фізико-хімічний і біологічний.
Одним з головних методів ліквідації розливу ННП є механічний збір нафти. Найбільша ефективність його досягається в перші години після розливу. Це пов'язано з тим, що товщина шару нафти залишається ще досить великий. (При малій товщині нафтового шару, великої площі його поширення та постійному русі поверхневого шару під впливом вітру і течії процес відділення нафти від води досить утруднений.) Крім цього ускладнення можуть виникати при очищенні від ННП акваторій портів і верфей, які часто забруднені всіляким сміттям, тріскою, дошками та іншими предметами, плаваючими на поверхні води.
Термічний метод, заснований на випалюванні шару нафти, застосовується при достатній товщині шару і безпосередньо після забруднення, до утворення емульсій з водою. Цей метод, як правило, застосовується у поєднанні з іншими методами ліквідації розливу.
Фізико-хімічний метод з використанням диспергент і сорбентів розглядається як ефективний у тих випадках, коли механічний збір ННП неможливий, наприклад при малій товщині плівки або коли розлилися ННП представляють реальну загрозу найбільш екологічно вразливим районах.
Біологічний метод використовується після застосування механічного та фізико-хімічного методів при товщині плівки не менше 0,1 мм.
При виборі методу ліквідації розливу ННП потрібно виходити з таких принципів:
o всі роботи повинні бути проведені у найкоротші строки;
o проведення операції з ліквідації розливу ННП не повинно завдати більшої екологічної шкоди, ніж сам аварійний розлив.
Скімери
Для очищення акваторій і ліквідації розливів нафти використовуються нефтесборщики, сміттєзбирачами і нафтосміттязбірники з різними комбінаціями пристроїв для збору нафти та сміття.
Нафтозбірні пристрою, або скімери, призначені для збору нафти безпосередньо з поверхні води. У залежності від типу та кількості нафтопродуктів, що розлилися, погодних умов застосовуються різні типи скімерів як по конструктивного виконання, так і за принципом дії.
За способом пересування або кріплення нафтозбірні пристрої підрозділяються на самохідні; встановлюються стаціонарно; буксируються переносні на різних плавальних засобах. За принципом дії - на порогові, олеофільние, вакуумні і гідродинамічні.
Порогові скімери відрізняються простотою і експлуатаційною надійністю, засновані на явищі протікання поверхневого шару рідини через перешкоду (поріг) в ємність з більш низьким рівнем. Більш низький рівень до порога досягається відкачуванням різними способами рідини з ємності.
Олеофільние скімери відрізняються незначною кількістю збирається спільно з нафтою води, малою чутливістю до сорту нафти і можливістю збору нафти на мілководді, в затонах, ставках за наявності густих водоростей і т.п. Принцип дії даних скімерів заснований на здатності деяких матеріалів піддавати нафту і нафтопродукти налипання.
Вакуумні скімери відрізняються малою масою і порівняно малими габаритами, завдяки чому легко транспортуються у віддалені райони. Проте вони не мають у своєму складі откачивающих насосів і вимагають для роботи берегових або суднових вакуумируют коштів.
Більшість цих скімерів за принципом дії є також пороговими. Гідродинамічні скімери засновані на використанні відцентрових сил для поділу рідини різної щільності - води і нафти. До цієї групи скімерів також умовно можна віднести пристрій, що використовує як привід окремих вузлів робочу воду, що подається під тиском гідротурбін, що обертає нефтеоткачівающіе насоси і насоси пониження рівня за порогом, або гідроежекторам, що здійснюють ва-куумірованіе окремих порожнин. Як правило, в цих нафтозбиральних пристроях також використовуються вузли порогового типу.
У реальних умовах у міру зменшення товщини плівки, пов'язаної з природною трансформацією під дією зовнішніх умов і в міру збору ННП, різко знижується продуктивність ліквідації розливу нафти. Також на продуктивність впливають несприятливі зовнішні умови. Тому для реальних умов ведення ліквідації аварійно розливу продуктивність, наприклад, порогового скімера потрібно приймати на рівні 10-15% продуктивності насоса.
Нафтозбірні системи
Нафтозбірні системи призначені для збору нафти з поверхні моря під час руху нафтозбиральних судів, тобто на ходу. Ці системи являють собою комбінацію різних бонових загород і нафтозбиральних пристроїв, які застосовуються також і в стаціонарних умовах (на якорях) при ліквідації локальних аварійних розливів із морських бурових або потерпілих лихо танкерів.
За конструктивним виконанням нафтозбірні системи діляться на буксируються навісні.
Буксирувані нафтозбірні системи для роботи у складі ордери вимагають залучення таких суден, як:
§ буксири з хорошою керованістю при малих швидкостях;
§ допоміжні судна для забезпечення роботи нафтозбиральних пристроїв (доставка, розгортання, подача необхідних видів енергії);
§ суду для прийому та накопичення зібраної нафти та її доставки.
Навісні нафтозбірні системи навішуються на один або два борти судна. При цьому до судна пред'являються такі вимоги, необхідні для роботи з буксируваними системами:
· Хороше маневрування і керованість на швидкості 0,3-1,0 м / с;
· Розгортання та енергозабезпечення елементів нафтозбірні навісної системи в процесі роботи;
накопичення збирається нафти в значних кількостях.
Спеціалізовані суду
До спеціалізованим судам для ліквідації аварійних розливів ННП відносяться судна, призначені для проведення окремих етапів або всього комплексу заходів з ліквідації розливу нафти на водоймах. За функціональним призначенням їх можна розділити на наступні типи:
· Нефтесборщики - самохідні судна, які здійснюють самостійний збір нафти в акваторії;
· Бонопостановника - швидкісні самохідні судна, що забезпечують доставку в район розливу нафти бонових загороджень та їх встановлення;
· Універсальні - самохідні судна, здатні забезпечити більшу частину етапів ліквідації аварійних розливів ННП самостійно, без додаткових плавтехзасобів.
Диспергент і сорбенти
Як говорилося вище, в основі фізико-хімічного методу ліквідації розливів ННП лежить використання диспергент і сорбентів.
Диспергент представляють собою спеціальні хімічні речовини і застосовуються для активізації природного розсіювання нафти з метою полегшити її видалення з поверхні води раніше, ніж розлив досягне більш екологічно уразливого району.
Для локалізації розливів ННП обгрунтовано застосування і різних порошкоподібних, тканинних або бонових сорбирующих матеріалів. Сорбенти при взаємодії з водною поверхнею починають негайно вбирати ННП, максимальне насичення досягається в період перших десяти секунд (якщо нафтопродукти мають середню щільність), після чого утворюються грудки матеріалу, насиченого нафтою.
Біоремедітація
Біоремедітація - це технологія очищення нафтозабруднених грунтів і води, в основі якої лежить використання спеціальних, углеводородоокісляющіх мікроорганізмів або біохімічних препаратів.
Число мікроорганізмів, здатних асимілювати нафтові вуглеводні, відносно невелика. У першу чергу це бактерії, в основному представники роду Pseudomonas, а також певні види грибків і дріжджів. У більшості випадків всі ці мікроорганізми є строгими аеробами.
Існують два основних підходи в очищенні забруднених територій за допомогою біоремедітаціі:
· Стимуляція локального грунтового біоценозу;
· Використання спеціально відібраних мікроорганізмів.
Стимуляція локального грунтового біоценозу заснована на здатності молекул мікроорганізмів до зміни видового складу під впливом зовнішніх умов, в першу чергу субстратів харчування.
Найбільш ефективно розкладання ННП відбувається в перший день їх взаємодії з мікроорганізмами. При температурі води 15-25 ° С і достатньої насиченості киснем мікроорганізми можуть окисляти ННП зі швидкістю до 2 г/м2 водної поверхні в день. Однак при низьких температурах бактеріальне окислення відбувається повільно, і нафтопродукти можуть залишатися у водоймах тривалий час - до 50 років.
На закінчення необхідно відзначити, що кожна надзвичайна ситуація, зумовлена аварійним розливом нафти і нафтопродуктів, відрізняється певною специфікою. Багатофакторність системи "нафта-навколишнє середовище" часто ускладнює прийняття оптимального рішення щодо ліквідації аварійного розливу. Тим не менше, аналізуючи способи боротьби з наслідками розливів та їх результативність відповідно до конкретних умов, можна створити ефективну систему заходів, що дозволяє в найкоротші терміни ліквідувати наслідки аварійних розливів ННП і звести до мінімуму екологічну шкоду.
Висновок
Нафта і нафтопродукти є найбільш поширеними забруднюючими речовинами в навколишньому середовищі. Основними джерелами забруднення нафтою є: регламентні роботи при звичайних транспортних перевезеннях нафти, аварії при транспортуванні і видобутку нафти, промислові та побутові стоки.
Найбільші втрати нафти пов'язані з її транспортуванням з районів видобутку. Аварійні ситуації, злив за борт танкерами промивних і баластових вод, - все це обумовлює присутність постійних полів забруднення на трасах морських шляхів. Але витоку нафти можуть відбуватися і на поверхні, в результаті нафтове забруднення охоплює всі галузі життєдіяльності людини.
Забруднення впливає не тільки на наше довкілля, а й на наше здоров'я. З такими швидкими «руйнівними» темпами, незабаром все навколо нас, буде непридатне для використання: брудна вода буде сильною отрутою, повітря насичене важкими металами, а овочі і взагалі вся рослинність буде зникати через руйнування структури грунту. Саме таке майбутнє очікує нас за прогнозами вчених приблизно через сторіччя, але тоді буде пізно що-небудь робити.
Споруда очисних споруд, посилений контроль за транспортуванням та видобутком нафти, двигуни працюють за рахунок вилучення водню з води - це всього лише початок списку того, що можна застосувати для очищення навколишнього середовища. Ці винаходи доступні і можуть зіграти вирішальну роль світової та Російської екології.
Використана література
1. Вилкован А.І., Венцюліс Л.С, Зайцев В.М., Філатов В.Д. Сучасні методи та засоби боротьби з розливами нафти: Науково-практичний посібник. - СПб.: Центр-Техінформ, 2000.
2. Забела К.А., Фарби В.А., Москвич В.М., Сощенко А.Є. Безпека перетинань трубопроводами водних перешкод. - М.: Надра-Бізнесцентр, 2001.
3. Матеріали сайту infotechflex.ru