Ликвидация нефтяных разливов с разделением нефти и воды
О. В. БОГОМОЛОВ – д.т.н., академик РАЕН, генеральный директор ЗАО Инженерная компания «ИНТЕРБЛОК»
А. А. МАЛЫШЕВ – к.х.н., заместитель генерального директора по научной работе ЗАО Инженерная компания «ИНТЕРБЛОК»
Защита окружающей среды от вредного воздействия при разливах нефти в процессе ее 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 еще 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 удается 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 загрязненной нефтепродуктами воды технологическим паром, получении водонефтяной эмульсии, эффективном отделении нефти от воды.
Основные функции АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл»:
- сбор, накопление и плавление загрязненного льда, нагрев загрязненной воды, собранных в ходе ликвидации аварийного разлива нефти;
- эффективное разделение нефти и воды из водонефтяной эмульсии, образовавшейся при плавлении загрязненного льда и при нагреве воды, загрязненной нефтепродуктами;
- хранение и перекачка нефти и воды в соответствующие приемные танки судна или другие емкости.
АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» размещается в 20-футовом морском контейнере. Состоит из трех отсеков:
- парогенераторного;
- ледоплавильного;
- фильтросепараторного.
Парогенераторный отсек предназначен для производства технологического пара температурой 100–160°С и давлением не более 0,05 МПа, обеспечения эффективного плавления льда или нагрева воды, загрязненных 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 объемом 800 л;
- система управления АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл».
Преимущества промышленных парогенераторов ИНТЕРБЛОК:
- быстрота пуска и останова – 15 сек;
- отсутствие дымовой трубы;
- высокий КПД – 97%;
- независимость температуры пара от давления;
- небольшие размеры и вес;
- не требуется постоянное присутствие обслуживающего персонала.
Рис. 1. Промышленный парогенератор ИНТЕРБЛОК
Таблица 1.
Ледоплавильный отсек предназначен для приема и плавления льда или нагрева воды, загрязненных нефтепродуктами, и получения водонефтяной эмульсии. В состав отсека входят:
- Загрузочный бункер специальной конструкции объемом 9 м3. Конструкция загрузочного бункера рассчитана на его эксплуатацию в условиях повышенной влажности, солености воды и максимальных механических ударных нагрузок. Загрузочный бункер изготовлен из нержавеющей стали, с усиленными стенками. Для загрузки льда или загрязненной воды он оборудован подвижной крышкой, в рабочем положении крышка открыта, в транспортном положении – закрыта;
- Система паропроводов, обеспечивающих прием пара из парогенераторного отсека для плавления льда и нагрева воды, загрязненных 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 надежности 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 до 500 мкм.
- Непрерывность фильтрации – обеспечивается за счет 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.
Примечание:
а) дизельный парогенератор ИнтерБлок ST-302H применяется для ЛРН на поверхности льда;
б) дизельный парогенератор ИнтерБлок ST-102H применяется для ЛРН на водной поверхности.
Рис. 2. Результаты технологического процесса разделения водонефтяной эмульсии
Корабельный АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» в контейнерном исполнении устанавливается на палубе судна аварийно-спасательного дежурства (АСД). ЛРН начинается с загрузки загрязненных нефтью льда или загрязненной воды в загрузочный бункер ледоплавильного отсека. Одновременно парогенератор ИНТЕРБЛОК ST-302H (ST-102H) вырабатывает пар и подает 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 объемом 8 м3 с одновременным отделением нефти от воды не превышает 1 часа. Время очистки воды от нефтепродуктов объемом 8 м3, собранной с поверхности моря, с одновременным отделением нефти от воды не превышает 30 мин.
После обработки, разделенные нефть и очищенная вода с помощью насосной станции поступают в соответствующие судовые танки.
Таблица 2. Основные технические характеристики АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл»
Рис. 3. Технологическая схема АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл»
Расчет затрат на энергоресурсы при ликвидации разлива 1000 тонн нефти на водной поверхности с отделением нефти от воды при использовании парогенератора ИНТЕРБЛОК ST-102H в составе АЛПК «ИНТЕРБЛОК–Криброл»
Исходные данные
- Количество нефти, разлитой на водной поверхности – 1000 т;
- Производительность АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» по нагреву загрязненной воды до температуры 15-20°С, получению водонефтяной эмульсии и отделению нефти от воды – 16 м3/час;
- Объемное соотношение «вода/нефть» принято 85%/15% или 13,8 т/час воды и 2 т/час нефти;
- Основные характеристики дизельного парогенератора ИНТЕРБЛОК ST-302H:
– тепловая мощность – 290 кВт,
– максимальный расход топлива,
– 23 кг/час, – максимальный расход воды для парообразования,
– 0,24 м3/час; - Максимальный расход электроэнергии АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» – 40 кВт;
- Производственная мощность АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» – 48 т очищенной нефти в сутки.
Принятая для расчетов стоимость энергоресурсов
- дизельного топлива – 40 руб./кг,
- воды – 40 руб./м3,
- электроэнергии – 3 руб. за 1 кВт*час.
Расчетное время ликвидации разлива нефти
- Работа по ликвидации аварийного разлива нефти ведется круглосуточно.
- Расчетное время ликвидации разлива 1000 т нефти на водной поверхности при работе одного АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» с эффективной очисткой нефти от воды составит: Т = 1000 т: 48 т /сутки = 20 суток.
Таблица 3.
Выводы
- Расчетные затраты на энергоресурсы при ликвидации разлива 1000 т нефти с эффективной очисткой нефти от воды при использовании одного АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» составят около 500 тыс. руб.
- Удельные затраты на сбор 1 тонны нефти составят 503 руб./т.
Справочно:
- Проект приказа Министерства по природным ресурсам РФ «Об утверждении методики расчета 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. - Удельные затраты на сбор 1 тонны нефти механическим способом оцениваются в диапазоне от 11000 – до 22000 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.
Статья в формате pdf →
- 123592, Москва,
- ул. Кулакова, д. 20, стр. 1Б, комн. 22
- ☎ +7 (495) 728-92-93
- info@interblock.ru
- interblock.ru
