Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

Ветер

День

Месяц

Рис. 2. Поведение нефтяного загрязнения в пространстве и во времени:

1 - трубопровод; 2 - нефть; 3 - испарение легких фракций; 4 - эмулъги

рование с водой; 5 - адсорбирование; 6 - 7 - поглощение и переработка живыми организмами; 8

брожение и распространение;

- распределение и

выпадение асфальтенов; 9 - поглощение растительными организмами; 10 выпадение тяжелых фракций; 11 - адсорбирование; 12 - разложение; 13 пена

ра, температуры воды и воздуха, солнечной радиации и т.д. (рис. 2). Нефть может расплываться, испаряться, растворяться, эмульгировать, налипать на береговую растительность, воздействовать на водную фауну.

С повышением температуры воды интенсивность ее смешивания с нефтью возрастает. В северных районах при температуре воды, близкой к О °С, процесс смешивания протекает медленно. Он может длиться до 50 лет.

Недостаточное знание свойств нефти в воде приводит к тактическим ошибкам при ликвидации аварий.

Методы устранения нефтяного загрязнения зависят от вязкости нефти. Под воздействием испарения, эмульгирования, температуры воды и воздуха вязкость нефти меняется. Сырые нефти с вязкостью 0,9 - 7,0 Па-с, попадаюгцие в воду при авариях, собирать нефтесборгциками затруднительно. Нефть с вязкостью 8,0 Па-с на поверхности воды не растекается, она скапливается на заплесках, отлагается толстым слоем на береговой полосе. При плотности нефти около 1 г/см возникает угроза ее осаждения на дно.

При отсутствии колебаний уровня воды на пологом берегу на 1 км береговой полосы отлагаются 1-2 т маловязкой

нефти, 5 - 8 т нефти средней вязкости и 20-30 т высоковязкой и застывающей нефти [1, 2]. Во время понижения уровня воды больп1ая часть высоковязкой и застывающей нефти остается на берегу.

При залповом выбросе нефтяное пятно на текущей воде представляет собой полосу, в средней части более п1ирокую, чем по концам. Нефть, попадая на поверхность воды, начинает быстро растекаться, и теоретически может образоваться мо но молекулярный слой. Сырые нефти практически не достигают такого состояния, но характерная радужность не-больпюго слика указывает на то, что его толщина равна (1,5 - 10) 10~ мм, что соответствует загрязнению 150 - 1000 л/км. Более толстые слики имеют темный цвет без интерференционной окраски. По мере растекания легкие компоненты испаряются, а водорастворимые - выщелачиваются. В результате этого слики будут иметь повып1енную вязкость и температуру текучести, уменьп1ается растекание.

Исследованиями [21] установлено, что 2,25 л нефти за 30 - 60 с создают слик радиусом 220 см. При скорости ветра вы-nie 1,35 м/с перемещение сликов происходит быстрее, чем их растекание.

На реках с быстрым течением протяженность зоны загрязнения может достигать 70-150 км, на водохранилищах и реках с малым течением скорость движения нефтяного пятна составляет 3 - 4 % от скорости ветра.

Плотная плавающая пленка возникает при разливе 75 - 100 л нефти на 1 км спокойной поверхности воды. Образование неплотной пленки наблюдается при растекании 15 - 20 л нефти на 1 км акватории. В зависимости от количества разлитой нефти меняется толщина пленки (табл. 2).

Таблица 2

Зависимость толщины пленки от количества разлитой нефти на площади в 1 км

Из свищей в трубопроводе нефть может вытекать в виде капель, в результате чего на поверхности воды образуются отдельные нефтяные пятна. У берегов нефтяные пятна принимают форму клина и размазываются на заплесках. При изменении направления ветра нефть из одних застойных зон может перемещаться в другие. Нередко загрязненные участки водоемов чередуются с чистыми.

Нефть образует на водной поверхности пленки различной интенсивности. Альбедо (отноп1ение отраженной лучистой энергии к падающей) этих пленок обычно колеблется в пределах от 8 до 15 %, что в 1,5-2 раза превып1ает альбедо чистой воды. Поэтому нефтяные пятна выделяются на воде более светлым тоном. Кроме того, прогревание загрязненной воды происходит неравномерно: чистая вода прогревается более интенсивно, а участки с нефтяной пленкой - менее интенсивно. В холодный период года вода под пленкой выхолаживается медленнее.

Пленки нефти, нарушая режим прогревания и выхолаживания поверхностных вод, изменяют их плотность, способствуя тем самым перемещению вод по глубине водоема. В результате загрязненные поверхностные воды могут опускаться в глубинные слои.

Погружение слоев загрязненных вод происходит до тех пор, пока их плотность не уравновесится с плотностью более глубоких слоев воды. При этом образуются придонные загрязнения. Образование глубинных загрязнений характерно для осеннего выхолаживания вод, когда усиливается вертикальная конвекция.

Существенно влияют также на перемещение этих слоев ветер и вызванное им волнение. Этот природный фактор характеризует степень загрязнения водных масс, поэтому при гидрологических и гидрохимических исследованиях необходимо отбирать пробы воды по всей глубине.

Нефтяная пленка на воде может образовывать эмульсии типа "нефть в воде" и "вода в нефти". Высокомолекулярные соединения, смолы и асфальтены способствуют образованию стойкой эмульсии типа "нефть в воде". Эта эмульсия содержит 30 - 80 % стабилизированного планктона, органических останков и бактериальной слизи ("шоколадный мусс"), которая практически не поддается бактериальному разрушению. Вода постепенно вымывается, и тогда образуются твердью сгустки - "смоляные шарики". В зависимости от плотности составляющей их нефти они плавают на поверхности, распределяются по водным горизонтам или опускаются на дно.