Нефтяная и непосредственно связанная с ней нефтеперерабатывающая промышленность являются одними из основополагающих, стратегически важных отраслей экономики Российской Федерации. Наряду с таким важным энергетическим ресурсом как природный газ они более чем на 50 % формируют налоговые поступления в бюджет нашей страны.

Вместе с тем, как общеизвестно, добыча, транспортировка и переработка нефтяного сырья относится к производствам с повышенной опасностью, а производственные объекты, на которых непосредственно осуществляется деятельность, относятся к опасным производственным объектам (ОПО). Их деятельность в сфере промышленной безопасности полностью контролируется и регламентируется положениями ФЗ-116 “О промышленной безопасности опасных производственных объектов”.

Непосредственно транспортировка углеводородов связана с риском токсического загрязнения окружающей среды (воды, почвы, атмосферы) нефтью и продуктами ее переработки. Основными источниками загрязнения служат – аварии на трубопроводных системах, нефтебазы и нефтяные терминалы, автозаправочные комплексы и т.д. Ежегодно до 7 % от всего добываемого и перерабатываемого объема углеводородов безвозвратно теряется в природе в виде отходов и загрязнений.

Попадание нефти и продуктов нефтепереработки в окружающую среду и их накопление, особенно в урбанизированных областях, представляет серьезную угрозу как для промышленной безопасности ОПО, так и для граждан соответствующего региона России.

Следовательно, учитывая объемы нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, весьма продолжительный срок естественного разрушения углеводородов, а также их высокую пожароопасность – проблема эффективной утилизации нефтяных загрязнений является актуальной научно-технической задачей в сфере повышения промышленной безопасности соответствующих производств.

Основным процессом, способствующим снижению содержания нефтяных загрязнений различного генезиса на различных территориях до приемлемого экологического и биологического уровня, установленного нормативными документами, является рекультивация. В соответствии с ГОСТ 17.5.3.04-83 “Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель” ее основной целью является создание экологически сбалансированного и устойчивого ландшафта [1]. Вместе с тем, необходимо подчеркнуть, что технически до начала культивационных работ в соответствии с Планом по ликвидации аварийных розливов нефти, утверждённым Постановлением Правительства РФ №240 в 2002 г. должны быть произведены локализация розлива и сбор свободной нефти.

Далее в зависимости от ряда факторов, таких как: вид нефтяного загрязнения, степень загрязнения территории, давность загрязнения и ряда других факторов выбирается технология рекультивации [2].

Критический анализ существующих на настоящий момент способов и методов рекультивации территорий [3-5], в т.ч. урбанизированных показывает, что они обладают весьма значительными недостатками: высокой трудоемкостью, большими затратами времени на осуществление, высокими финансовыми затратами и малой мобильностью.

Наиболее перспективными средствами способными интенсифицировать процессы рекультивации земель (особенно в случае переизбытка нефти и в условиях климата Крайнего Севера) является применение определенных видов силовых физических полей – ультразвукового и электромагнитного.

На сегодняшний день, к сожалению весьма мало внимания в публикациях российских ученых и специалистов уделено вопросам эффективного применения различных видов силовых полей в процессах эффективной переработки и утилизации углеводородного сырья. Основным научным трудом по озвученной тематике является монография [6].

Анализ публикационных материалов и патентной базы ФИПС позволяет сделать заключение о том, что в настоящий момент предложено два варианта реализации технологии очистки земель загрязненных нефтепродуктами с использованием ультразвукового и электромагнитного полей.

1. Мобильная установка-прицеп для рекультивации, загрязненных нефтью земель с использованием ультразвука. Основным физическим процессом, на основе которого происходит утилизация нефтяных загрязнений и продуктов ее переработки является кавитация, возникающая в углеводородной среде при действии не нее ультразвуковых волн. При возникновении кавитации образуются многочисленные микропузырьки газа, которые схлопываясь приводят к возникновению в обрабатываемой жидкой среде весьма высоких давлений и интенсивных ударных воздействий. Это в свою очередь приводит к изменению (ослаблению) адгезионной связи между сорбентом (землей) и сорбатом (нефтью), в результате загрязнитель всплывает на поверхность рабочей жидкости. Основным результатом обработки является полная очистка грунтовых сред любой степени загрязненности.

Принцип работы и схема установки приведены в работе [7] и здесь рассматриваться не будут. При этом необходимо отметить, что несомненными преимуществами предлагаемого технического решения являются:

- отсутствие необходимости подготовки грунта для обработки ультразвуковым полем;

- возможность работы в отдаленных местах;

- эффективное самоочищение акустических излучателей от загрязнения, что напрямую связано с увеличением производительности установки.

2. Установка для рекультивации, загрязненных нефтью земель с использованием электромагнитного микроволнового излучения. В данном случае основным физическим процессом, на основе которого происходит утилизация загрязнений, является их нагрев и пиролиз.

Углеводородное сырье и продукты его переработки (например, мазут) хорошо поглощают микроволновое излучение, нагреваются и в результате термического нагрева разлагаются. Основным результатом обработки является полная очистка грунтовых сред любой степени загрязненности от нефти и продуктов ее переработки.

Принцип работы и схема установки приведены в работе [8] и здесь рассматриваться не будут. При этом необходимо отметить, что несомненными преимуществами предлагаемого технического решения являются:

- высокая эффективность в отношении деструкции углеводородов, распределенных в почве (по результатам исследований после воздействия микроволнового излучения на загрязненный грунт содержание в нем мазута уменьшилось более чем в 2 раза);

- высокий коэффициент полезного действия;

- экономичность, высокая полнота разложения загрязнителя, малоотходность;

- низкие энергетические затраты на единицу обрабатываемого материала, высокие скорости процесса утилизации, возможность работы в любых климатических условиях.

Таким образом, резюмируя результаты приведенной работы можно заключить, что применение ультразвукового и электромагнитного физических силовых полей весьма перспективно с точки зрения рекльтивации земель загрязненных нефтью и продуктами ее переработки, востребовано, и способно значительно повысить уровень промышленной безопасности на ОПО соответствующего профиля.

Работы в данном направлении необходимо продолжать и активно внедрять результаты разработок в практику предприятий нефтяного и нефтеперерабатывающего комплексов.

1. ГОСТ 17.5.3.04-83 “Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель”. – http://docs.cntd.ru/document/gost-17-5-3-04-83 (дата обращения 25.03.16).
2. Александров С.В. Технологические решения по рекультивации загрязненных земель // Мат-лы Междунар. науч.-технич. конф., посвящ. 50-летию Тюменского индустриального института. – 2013. – Т.3. – С. 64-68.
3. Сметанин В. И. Рекультивация земель: обзор технологии // Экология и про- мышленность России. – 2004. – С. 42-45.
4. Щербакова Е. П., Хабарова Е. Н., Ярощук О. Н. Новые качества рекультивации // Безопасность жизнедеятельности. – 2004. – № 1. – С. 33-37.
5. Яндыганов Я. Я., Гавриловская М. А., Буланичев В. А., Власова Е. Я. Рекультивация нарушенных земель (оценка эффективности). – Екатеринбург: Чароид, 2006. – 160 с.
6. Рахманкулов Д. Л., Бикбулатов И. Х., Шулаев Н. С. и др. Микроволновое излучение и интенсификация химических процессов. – М.: Химия, 2003. – 220 с.
7. Бобовский А.В. Установка – прицеп для очистки грунтовых сред от нефтяных загрязнений ультразвуковым воздействием // VII Всерос. науч.-техн. конф. “Молодежь и наука”. – 2011. – С. 72-75.
8. Кожевников Д.А., Арапов К.А., Гущин П.А., Винокуров В.А. Очистка нефтезагрязненных почв с помощью микроволнового излучения // Технологии нефти и газа. – 2010. – №6 (71). – С. 57-61.

Все статьи автора «Oleg sever»