Шелепова Д.Д.
РАЗЛИВЫ НЕФТИ НА НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ: ПРИЧИНЫ И ЗАЩИТА *
Аннотация:
статья посвящена актуальным проблемам разливов нефти на российских нефтеперерабатывающих предприятиях и методам профилактики и устранения последствий таких происшествий. Рассматриваются статистические данные по авариям с разливами нефтепродуктов за десятилетний период и классификация нефтяных розливов согласно законодательству РФ. Анализируются причины нарушений герметичности трубопроводов и резервуаров, включая коррозию, дефекты сварки и человеческий фактор. Описываются технические решения для повышения безопасности трубопроводных сетей и резервуаров, такие как применение сильфонных компенсаторов, двойных стенок резервуаров и защитных конструкций (каре). Особое внимание уделено современным технологиям обнаружения разгерметизаций — датчикам давления, уровня и загазованности.
Ключевые слова:
разливы нефти, нефтепереработка, трубопроводы, резервуары, локализация
Объемы переработки нефти в России, несмотря на внешние ограничения, продолжают расти, что в свою очередь требует более внимательного отношения к зонам транспортировки и хранения данного вида сырья.Выбросы сырой нефти происходят достаточно часто: по данным Ростехнадзора, за период с 2011 по 2021 год на подконтрольных объектах нефтегазоперерабатывающей, нефтехимической промышленности и объектах нефтепродуктообеспечения произошло 211 ЧС с розливом нефтепродуктов. Закон РФ выделяет несколько категорий разливов в зависимости от объемов и границ розлива, данные приведены в таблице 1 [1].Последствия розлива нефти включают в себя загрязнения почвы, водоемов и воздуха. Углеводороды, сероводород, оксиды углерода, диоксид серы и оксиды азота – основные загрязняющие вещества, при возгорании нефтяного пятна концентрации этих веществ значительно увеличиваются.Таблица 1. Классификация нефтяных розливов.Разливы нефти различного масштаба происходят по двум ключевым видам причин: эксплуатационные – вызваны человеческим фактором, аварийные – обусловлены стихийными бедствиями. Основными зонами, где возможны разгерметизации, являются магистральные трубопроводы на предприятие, сырьевые – резервуарные парки и эстакады слива – налива нефти и нефтепродуктов. Причинами нарушения герметичности может являться нарушение фланцевых соединений, повреждение трубопроводов, вследствие коррозии, либо иных причин, выход из строя перекачивающих насосов[2].Для защиты трубопроводов от разгерметизации применяют температурные (сильфонные) компенсаторы, позволяющие избегать деформаций вследствие температурных перепадов, также между неподвижными жесткозакрепленными опорами ставят незакрепленные направляющие опоры. Пример исполнения трубного участка с компенсатором изображен на рисунке 1. При непосредственной близости водоемов, на проходящие рядом трубопроводы монтируют дополнительный кожух. Пространство между трубой и внутренней стенкой обшивки заполняют нейтральным раствором с ингибитором коррозии [2, 3].В случае разгерметизации трубопровода единственным вариантом является переход на резервную линию. Своевременное байпасирование аварийного участка позволяет снизить объемы выбросов и не нарушить работу предприятия.Рис.1. Трубопровод, оснащенный сильфонным компенсатором.Самым быстрым и достоверным способом обнаружить разгерметизацию трубопровода является анализ показаний датчиков расхода и давления. Резкое снижение одного или обоих параметров свидетельствует о нарушении герметичности линии. Дополнительно свидетельствовать о выбросе углеводородов могут сигнализировать датчики загазованности [4-5].Таким образом, для предупреждения нарушения герметичности трубопроводов необходимо своевременно проводить соответствующее техническое обслуживание линий, проводить толщинометрию, осматривать трубы на наличие выпучин и искривлений, проводить контроль сварных швов.Резервуары (РВС) для защиты от разгерметизации применяют различные методы. Вся запорная арматура должна быть первого класса герметичности – все прокладки на крышках-люках, фланцах и штуцерах должны быть устойчивы к воздействию углеводородов. РВС необходимо покрывать антикоррозионными составами такими, как битумно-резиновыми или битумно-полимерными. Главным методом защиты остается использование измерительных приборов. Уровнемеры и связанные с ними сигнализации позволяют не допускать переполнение резервуара и при срабатывании блокировки немедленно останавливать поток нефти, также датчики загазованности позволяют обнаружить разливы [6].Одним из наиболее эффективных способов предотвращения розлива является установка РВСЗС (резервуар вертикальный стальной с защитной стенкой) или типа «стакан в стакане». Их проектируют так, чтобы при максимальном выбросе (разрушение резервуара) высота слоя нефти была на 80% ниже стенки защитного стакана. Однако ряд недостатков не позволяет повсеместно применять данную технологию: высокая стоимость установки, трудности обустройства систем пожаротушения, возможность образования загазованности между стенками, невозможность быстро обнаружить протечки на секущей арматуре. Поэтому РВСЗС целесообразно устанавливать, только если рядом есть водоемы или жилые зоны, а также при невозможности оборудования обвалования и каре вокруг резервуара [6-7].Каре – это площадка, на которую устанавливается резервуар, защищающий почву и грунтовые воды от воздействия углеводородов. Обвалование – это ограждение из земли или бетона, благодаря которому возможна локализация нефтяного разлива, принципиальные схемы изображены на рисунке 2. Обвалованию подлежат все РВС вместимостью от 20000 м3 или группа резервуаров с такой же суммарной вместимостью. Рационально использовать схему «Б» ввиду ее конструктивных особенностей, позволяющих компенсировать гидродинамическую волну при разрушении резервуара.Рис. 2. Виды обвалованияА – Простая защитная стена, Б – Защитная стена с отбойным козырьком.Особое внимание при наблюдениях за РВС следует уделять уровню фундамента и углу отклонения оси сосуда. Небольшие отклонения, вызванные проседанием почвы, способны вывести из строя фланцевые соединения с запорной арматурой, вследствие чего произойдет выброс углеводородов. Также необходимо следить за состоянием ливневых сооружений. Для защиты окружающей среды, канализации, установленные в каре, должны быть соединены в контур и направлены в специальный приемник.Для ликвидации разливов нефти на нефтеперерабатывающих предприятиях используются различные методы. Механические основаны на использовании устройств и механизмов для сбора разлитой нефти и нефтепродуктов. К ним относятся боновые заграждения для локализации разлива и предотвращения распространения нефти по поверхности воды или почвы, вакуумные насосы для откачки нефти из резервуаров и других ёмкостей, скиммеры для сбора нефти с поверхности воды.Физико-химические: к сбору углеводородных соединений привлекают сорбенты и диспергенты. Их распыление производится с судов, вертолётов и самолётов.Термические основаны на сжигании разлитой нефти. Огневые установки могут быть использованы только в определённых условиях, когда нет риска возникновения пожара или взрыва. Являются самыми опасными для окружающей среды, ввиду выделения токсичных соединений в атмосферу.Биологические методы применяют для более полной очистки в поражённой зоне: запускают специальные бактерии или грибки, которые утилизируют оставшиеся углеводородные соединения. Являются заключительной стадией вышеописанных методов [8].Таким образом, комплексный подход к защите окружающей среды на нефтеперерабатывающих предприятиях позволяет грамотно транспортировать, хранить и перерабатывать нефть. Правильный выбор решений на этапе проектировки и грамотный контроль на этапе эксплуатации минимизируют риски аварийных случаев и, в случае разлива, снижают возможный урон биосфере.
Номер журнала Вестник науки №6 (87) том 2
Ссылка для цитирования:
Шелепова Д.Д. РАЗЛИВЫ НЕФТИ НА НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ: ПРИЧИНЫ И ЗАЩИТА // Вестник науки №6 (87) том 2. С. 2260 - 2267. 2025 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/24157 (дата обращения: 12.07.2025 г.)
Вестник науки © 2025. 16+