Начинается...

Ликвидация нефтяных разливов с разделением нефти и воды

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.

Промышленный парогенератор ИнтерБлок

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

  1. Количество нефти, разлитой на водной поверхности – 1000 т;
  2. Производительность АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» по нагреву загрязненной воды до температуры 15–20°С, получению водонефтяной эмульсии и отделению нефти от воды – 16 м3/час;
  3. Объемное соотношение «вода/нефть» принято 85%/15% или 13,8 т/час воды и 2 т/час нефти;
  4. 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;
  5. Максимальный расход электроэнергии АЛПК «ИНТЕРБЛОК-Криброл» – 40 кВт;
  6. 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 1кВт*час.

Расчетное время ликвидации разлива нефти

  • Работа по ликвидации аварийного разлива нефти ведется круглосуточно.
  • Расчетное время ликвидации разлива 1 000 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

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

Справочно:

  1. 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.
  2. 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.

Скачать статью в формате pdf →

123592, Москва,
ул. Кулакова, д. 20, стр. 1Б, комн. 22
☎ +7 (495) 728-92-93
info@interblock.ru
www.interblock.ru


Читайте также: