2.4. Транспортування та переробка нафти

Транспортування нафти до користувачів здійснюється трьома шляхами: по трубопроводам, в цистернах по залізній дорозі і танкерами по воді. Недоліком таких схем видобування і переробки нафти є можливість аварійних ситуацій, коли значні території землі і води покриваються нафтовою плівкою, що ставить під загрозу існування флори і фауни в даній місцевості і на відповідних акваторіях морів і океанів. В даний час, хоча і розроблені технології збору і знешкодження розлитої нафти, але це вимагає витрат значних зусиль і багато часу.

Переробка нафти здійснюється на нафтопереробних заводах (НПЗ). Для розподілу нафти на фракції (групи вуглеводів) застосовують фізичні та хімічні методи. Фізичні методи ґрунтуються на таких властивостях різних груп вуглеводів як: різна температура кипіння, замерзання та конденсації при атмосферному і надлишковому, внутрішньому і зовнішньому тисках; хімічні – мають в своїй основі неоднакову реакційну здатність різних компонентів нафти.

Найпростішим прийомом розподілу нафти на компоненти, яким користувались ще в ХІХ столітті і в даний час для одержання низькосортного бензину за допомогою примітивних апаратів, є перегонка. В основі перегонки покладена дистиляція, тобто кипіння при певній постійній температурі в діапазоні 0…300^оС і атмосферному тиску з послідуючою конденсацією. При цьому з нафти на кожному температурному етапі відокремлюють один компонент: бензин, гас, дизпаливо та інш.

Для одержання одночасно декількох компонентів застосовують ректифікацію, в основу якої покладена багатократна дистиляція, яка може здійснюватись в більш широкому діапазоні температур і тисків із застосуванням каталізаторів і таких фізико-хімічних прийомів як екстракція, абсорбція, дифузія через мембрану. Здійснення цих процесів на сучасних нафтопереробних заводах відбувається в ректифікаційних колонах, екстракційних, абсорбційних та інших установках.

2.5. Заходи по зменшенню негативного впливу нафто- та газодобувної промисловості на екологічний стан біосфери

Основний негативний вплив підприємства нафтодобування і переробки здійснюють на атмосферне повітря і водні об’єкти. Щорічно галуззю викидається шкідливих речовин до 1650 тис. т. Основна частка викидів (98%) припадає на рідкі та газоподібні речовини.

Першим забруднюючим об’єктом в ланцюжку видобування і переробки нафти є місце розташування свердловин, нафтодобувного обладнання і первинної підготовки нафти до транспортування. Негативний вплив на навколишнє середовище тут проявляється в таких аспектах:

1. вилучення земельних ресурсів для будівництва свердловин, очисних споруд, накопичувальних резервуарів, транспортних комунікацій, житла тощо, порушення та забруднення земель;

2. викиди газоподібних речовин в атмосферу;

3. вилучення з нафтою високомінералізованих супутніх вод, та скид їх в пониження рельєфу;

4. аварійні розливи нафти з наступним випаровуванням.

Характерними забруднюючими речовинами, які утворюються в процесі видобування нафти є вуглеводні (48% сумарного викиду в атмосферу) оксиди вуглецю (33%), тверді речовини (20%). Тому кращим прийомом підготовки нафти до транспортування є напірний, як більш герметичний, який, крім того, може доповнюватись стабілізаційними заходами в спеціальних ректифікаційних колонах.

Боротьба з наслідками скиду високомінералізованих вод, що відокремлюються від нафти, ведеться шляхами їх очищення (знесолювання) і закачкою їх в нафтоносні пласти, в особливості при підтриманні необхідного внутрішнього тиску в них.

Забруднення нафтою води і ґрунту трапляється при аварійних ситуаціях на видобувних установках, в особливості на морських бурових платформах, а також під час транспортування нафти танкерним флотом, залізничними цистернами і трубопроводами.

Нафта, потрапляючи у воду, розтікається по ній тонкою плівкою, утворюючи величезні плями, які займають сотні квадратних кілометрів, обмежують потрапляння кисню у воду, засмічують берега річок, морів і океанів, а при вмісту нафтопродуктів у воді понад 0,005 мг/л гинуть всі живі істоти.

Зараз проводиться велика робота для запобігання забрудненню нафтою світового океану. В багатьох портах можна зустріти суда-збирачі нафти, яка розлита по їх акваторії. Вченими розроблені ефективні технології очищення танкерів із застосуванням сучасних мийних засобів. Нафту на поверхні води можна сорбувати сумішшю піску з крейдою. Щоб перешкодити розтіканню нафтової плівки, застосовують поверхневі активні речовини.

Підприємства нафтопереробної промисловості спричиняють забруднення як повітряного, так і водного басейну. Головними джерелами забруднюючих речовин є процеси вилучення сірки (знесірчення), регенерації каталізаторів крекінгу, нагрівачі, ректифікаційні колонки, котли, посудини для зберігання сировини та готових продуктів, сепаратори води та нафти, факели зпалювання суміші попутних газів і повітря.

Підприємства нафтопереробної промисловості забруднюють атмосферу викидами вуглеводів (73% сумарного викиду), діоксиду сірки (18%), оксиду вуглецю (7%), оксидів азоту (2%). Тому на нафтопереробних заводах значну увагу приділяють герметизації всіх посудин, де містяться нафтопродукти, очищенню димових газів і знесірчуванню нафти. Вловлювання шкідливих речовин в галузі складає близько 47,4%.

Зараз знесірчуванню підлягають біля 20% нафти від загального її видобутку. Знесірчування нафти сприяє як охороні навколишнього середовища, так і покращує подальшу переробку нафти. В даний час широко впроваджується процес видалення сірки гідроочищенням, яке здійснюється при підвищеному тиску і температурних режимах близьких до 400^оС з застосуванням таких каталізаторів як оксиди і сульфіди вольфраму, нікелю і кобальту. Суть процесу гідрознесірчування полягає в каталітичному гідрогенолізі зв’язку С – S у сполуках, які містять в собі сірку.

Потреба у великій кількості води зумовлює необхідність розташування нафтопереробних заводів (НПЗ) поблизу водойм, що, в свою чергу, вимагає потребу в захисті водних об’єктів від забруднення.

В проектах нових НПЗ питомі витрати стічних вод, які підлягають очищенню і скиду на 1 т переробленої нафти дорівнюють 0,17…0,26 м³.

На НПЗ здійснюється повна роздільна система каналізації, по якій виробничо-дощові і хімічно забруднені води відводяться двома системами.

Першою системою відводять виробничо-дощові води, які забруднені лише нафтопродуктами. Після механічної і одноступеневої біологічної очистки вони використовуються для поновлення систем зворотнього водопостачання.

Друга система відводить емульговані мінералізовані стічні води, які забруднені нафтопродуктами, реагентами, солями та іншими хімічними речовинами. Після механічного, двохступеневого біологічного очищення, а, в деяких випадках, фізико-хімічного доочищення стічні води направляються у природні водойми. Іноді після механічного очищення, знесолювання і виділення деяких шкідливих речовин вони можуть використовуватись для потреб виробництва.

Характеристика стічних вод до і після очищення цими системами наведена в таблиці 2.

Таблиця 2