Введение к работе
Актуальность проблемы. Нефтяная и газовая промышленность являются основной сырьевой базой топливно-энергетического комплекса и многих отраслей перерабатывающей промышленности, что в конечном итоге определяет развитие всей экономики, о чем свидетельствует непрерывное повышение удельной значимости этих природных углеводородов в топливном балансе развитых стран мира.
Большие объемы разведки, добычи, транспорта, хранения и переработки нефти являются ключевым фактором загрязнения окружающей среды нефтью и продуктами ее переработки. В связи с этим перед мировой общественностью остро встает вопрос о предотвращении, дальнейшего загрязнения окружающей среды нефтянйми продуктами, а в случае аварийных выбросов нефти быстрой ее локализации и ликвидации со всех загрязненных территорий и акваторий с помощью всех имеющихся средств.
Все вышесказанное ставит перед исследователями 8аділи по разработке материалов и технологий для быстрой локализации и ликвидации нефтяных загрязнений при аварийных разливах, чтобы умань-шить ущерб наносимый окружающей среде.
Решению этих' проблем посвящены исследования и различные научно-технические разработки Г.Е. Панова, О.Г. Миронова, И.А. Александрова, Г.С. Кесельмана, А. Нельсон-Смита, Л.Г. Теїегина, В.А. Сандлера, М.П. Нестеровой, Д.Д. БаГроуд, А.У. Шарипова и других ученых. Анализ этих разработок и литературных источников показывает, что из имеющихся способов ликвидации нефтяных загрязнений, наиболее эффективными являются локализация и сбор разлитой нефти с использованием различных сорбентов. Имеющиеся, в настоящее время, природные сорбенты не отличаются высокой нефтеемкость: и плавучестью в связи с большой плотностью, а сложность и энерго-
емкость технологии получения, дороговизна составляющих компонентов и жесткие требования к токсичности не позволяют широко использовать искусственные сорбенты. Также, существует проблема разделения водонефтяной эмульсии с высокой концентрацией нефти (типа "шоколадный мусс"), которая образуется под влиянием природных факторов.
Цель работы. Разработка эффективного сорбента на основе кар-бамидоформальдегидных пеноматериалов, исследование его сорбцион-ных свойств, в зависимости от характеристик и технологических параметров сорбируемой жидкости; решение технологических принципов использования разработанного пеносорбента и оценка экологической безопасности его применения, позволяющего ликвидировать последствия аварийных разливов нефти; утилизация отработанного сорбента.
Основные задачи. В соответствии с целью работы были поставлены следующие основные задачи исследований:
1.. Определить оптимальные технологические параметры и подобрать рецептуру для получения эффективного пеносорбента на основе недефицитных и дешевых карбамидоформальдегидных смол, решить технологические принципы его применения и утилизации.
-
Исследовать процесс сорбции нефти и других углеводородов в зависимости от характеристик пеносорбента, сорбируемой жидкости, технологических условий и определить оптимальные параметры его применения.
-
Разработать способ и технологию разделения водонефтяной эмульсии типа "шоколадный мусс" с использованием пеносорбента.
-
Исследовать токсикологические свойства разработанного пеносорбента, с точки зрения экологической безопасности его применения.
Научная новизна работы:
- установлена высокая сорбционная способность и избиратель-
нал смачиваемость на нефть и другие углеводороды разработанного пеносорбента;
предложена адекватная математическая модель, позволяющая описать кинетику процесса сорбции и теоретически . рассчитать удельный расход сорбента и толщину слоя его укладки, в зависимости от характеристик сорбируемой жидкости;
подобраны оптимальные параметры пеносорбента и сорбируемой жидкости для достижения высоких сорбционных показателей;
разработан эффективный способ разделения водонефтяной эмульсии типа "шоколадный мусс" с использованием пеносорбента;
установлена экологическая безопасность применения пеносорбента при ликвидации аварийных разливов нефти;
предлагается новая технология утилизации отработанного сорбента путем закачивания непосредственно в нефтепровод, о дальнейшим его извлечением на фильтрах нефтеперекачивающих станций.
Практическая ценность. Разработан сорбент с высокими сорбци-онными свойствами на основе дешевых и недефицитных карбамидофор-мальдегидных смол, позволяющий быстро и эффективно локализовать и ликвидировать нефтяные загрязнения при аварийных разливах.
Предложена технология применения пеносорбента для очисної поверхности воды и песка от нефтяных загрязнений, разделения водонефтяной эмульсии типа "шоколадный мусс", а также . безотходная технология утилизации отработанного сорбента.
Установлены параметры экологически безопасного применения пеносорбента при ликвидации нефтяных загрязнений с поверхности воды и грунта. Получен гигиенический сертификат на реализацию и применение пеносорбента и разработан технологический регламент по его безопасному применению.
Диссертационная работа' выполнялась в соответствии с планами научно-исследовательских работ ТюмГНГУ и Института криосферы
- 4 -Земли СО РАН.
Реализация работы. Разработанный сорбент прошел промышленные испытания в государственном производственном объединении "Узиеф-тепереработка", в акционерных обществах "Сибнефтепровод" и "Чер-номортранснефть" и рекомендован для широкого применения в различных отраслях промышленности при ликвидации нефтяных загрязнений.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на:
республиканской научно-технической конференции с международным участием "Экология и прогрессивные технологии в строительстве для условий Сибири и Севера" (Барнаул, сентябрь 1993 г.);
научно-практической конференции "Комплексное освоение нефтегазовых месторождений юга Западной Сибири"(Тюмень, май 1995 г.);
Всероссийских учениях по ликвидации аварий и их последствий на подводных переходах магистральных нефтепроводов (Омск, август.1995 г.);
международной конференции "Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды" (Томск, сентябрь 1995 г.);
международной конференции "Безопасность жизнедеятельности в Сибири и на Крайнем Севере" (Тюмень, сентябрь 1995 г.);
международных выставках "Тюмень: нефть и газ - 94, 95";
научных семинарах Института криосферы Земли СО РАН и ТюмГНГУ (Тюмень, 1993 +1995 гг.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на iZ страницах и состоит из введения, пяти глав с выводами по каждой главе, основных выводов, списка использованной отечественной и зарубежной литературы из 1Й5 наименований и приложений; содержит fi. таблиц и SO рисунков.