Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности

Тип работы: Реферат
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 25 страниц
В избранное:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Казахский национальный технический университет имени К. И. Сатпаева

Кафедра общественных дисциплин

РЕФЕРАТ

Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности

Выполнила:

студентка группы ПГН-01-4

Мухаметалинова Л. Ш.

руководитель:

ст. преподаватель

Оспанов К. И.

Алматы 2004

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3

1. Экологические проблемы нефтегазовых комплексов

и населенных пунктов 5

2. Источники загрязнения окружающей природной среды8

3. Вредные выбросы основных технологических процессов

и их опасность 12

4. Загрязнение природной среды нефтью и здоровье человека15

5. Возможно ли чистое нефтяное производство? 21

6. Охрана окружающей среды 31

Заключение 36

Список использованных источников 37

ВВЕДЕНИЕ

Охрана окружающей среды при нефтедобыче и нефтепереработке - одна из наиболее серьезных проблем наших дней, но она далеко не нова и возникла одновременно с промышленной добычей нефти. Несмотря на то, что объемы работы с нефтью в то время были малы (по современным представлениям), сами масштабы загрязнений по тем временам оказались таковы, что возникла опасность первых экологических катастроф. Объяснениям тому были низкий технический уровень и бытовавшее мнение (оно распространено и сейчас) о безграничных возможностях природы.

После изобретения (в 1853 г. ) керосиновой лампы в мире возник огромный спрос на кероген (осветительный керосин) . Его получили примитивной перегонкой нефти, и самогонный керосин был доступен каждому. Торопясь заработать на его производстве, люди устраивали микрозаводы по перегонке нефти непосредственно в городе, а в качестве топлива использовали саму нефть, поэтому местность покрывалась дымом, участились пожары. В начале 1870-х г. г. подобная деятельность в Баку была запрещена, а для целей перегонки отводилась земля в окрестностях Баку, где через 3 года действовало уже 80 нефтеперегонных заводов. Вокруг них возникали поселки, называемые сейчас «черными или нефтяными городами». Эти действия следует считать первой природоохранной акцией местных властей, которые вынесли вредное производство за пределы города. Сам же «черный город» становился экологической бедой, нефтяные остатки спускали прямо в ямы, а кислотные и щелочные реки текли прямо по улицам. «Вся почва пропиталась ими, так что по многим улицам ездить стало положительно невозможно. Учет нефти ведется ведрами, при этом неизбежны ее проливы на землю», - писал крупнейший нефтепромышленник того времени В. И. Рагозин.

Большая часть нефти добывалась открытым способом, при котором терялось (вследствие испарения, уноса грунтовыми водами, фильтрации из амбаров) до 10 % нефти. Например, отходы перегонки, к которым тогда относили и мазут, сжигали в ямах или выбрасывали прямо в Каспийское море. При переработке нефти рекомендовали нефть просто «подержать на воздухе» для отбензинивания, чтобы отбор керосиновой фракции при перегонке проходил полнее.

В 1880-х г. г. рыбопромышленники Каспия впервые забеспокоились о состоянии рыбных запасов, а через 10 лет загрязнение уже достигло критического уровня. Концентрация нефти на поверхности воды достигла 220 мг/м ² , резко сократились уловы белорыбицы и сельди, а рыба и раки стали пахнуть нефтью и потеряли свое пищевое качество. Кое-где полностью исчезли ценные виды рыб, и отдельные водоемы стали непригодны для водоснабжения.

Тем же временем уже были получены многие свидетельства вредного воздействия нефти на рабочих, которые жаловались на головную боль, тошноту и рвоту. К тому же были уже зарегистрированы случаи фальсификации растительных масел путем добавления в них легких фракций нефтепродуктов. Тем временем подробное лабораторное исследование токсичности нефти установило, что наиболее вредной углеродной составляющей являются нафтеновые кислоты. Рыбы умирали уже в воде, содержащей 3-5 мг/л этих соединений. В морской воде нафтеновые кислоты действовали еще губительнее, чем в речной, так как ионы Ca ²⁺ и Mg ²⁺ ускоряют их растворение за счет солеобразования с назваными кислотами.

Другими, не менее важными объектами загрязнения, являются водоемы, реки, озера, Мировой океан; в него ежегодно поступает миллиард тонн жидких и твердых отходов. Среди этих отходов первенствует нефть, которая попадает в океан с судов, в результате добычи нефти в морской среде, а также вследствие многочисленных аварий нефтяных танкеров. Так, в начале 2003 г., у берегов Испании затонул танкер с 77 тыс. т нефтепродуктов. Образовавшееся в результате аварии нефтяное пятно только за первую неделю катастрофы достигло 130 кв. км а нанесенный ущерб от загрязнения нефтепродуктами составляет сотни миллиардов долларов (полностью подсчитать ущерб невозможно) . Ученые подсчитали, что 10 г нефти на кубометр воды достаточно, чтобы погибла рыбья икра. Каждая капля (только одна капля) образует на поверхности воды мутную пленку-бельмо диаметром 30 сантиметров. Весит капля 0, 5-0, 8 грамма.

Разлив нефти ведет к образованию в океане нефтяной пленки, к гибели живых ресурсов моря, в т. ч. водорослей, планктона, вырабатывающих кислород. Кислород в атмосфере пополняется за счет двух источников - растительности (примерно 40 процентов) и Мирового океана (60 процентов) . Гибель планктона под нефтяной пленкой уменьшает возможности океана пополнять атмосферу Земли запасами кислорода. В результате нефтяного и другого загрязнения Мирового океана наблюдаются такие негативные явления, как размножение одноклеточной золотистой водоросли, которая поглощает кислород и выделяет углекислый газ. Она очень плодовита и развивается молниеносными темпами; обычно ее пояс достигает ширины до 10 км и толщины 35 м; скорость движения - 25 км в день. В процессе движения эта масса водорослей уничтожает все живое в океане. Подобные явления наблюдаются в Северном море, на юге Скандинавии.

Особую тревогу вызывает в настоящее время и состояние акватории казахстанской части Каспийского моря, где ведется интенсивная добыча нефти и одновременно происходит загрязнении моря. По некоторым данным, именно в результате загрязнения моря нефтью в 2000 г. погибло 50 тысяч морских тюленей

По мнению проф. М. Даирова, стоимость ежегодно добываемых нами 300 млн. т нефти может составить 45 млрд. долларов. Строительство нефтепровода, эксплуатация и ремонт морских платформ, транспортные и прочие расходы обойдутся примерно в 15 млрд, долл. в год. Потеря биологических ресурсов оценивается во столько же. Таким образом, чистая прибыль от добычи нефти может составить примерно 15 млрд. долл. и фактически будет равна сумме ущерба от утраты рыбных богатств Каспия. При этом происходящее потери животного и растительного мира подсчитать очень трудно. Помимо загрязнения моря, промышленная зона всех действу ющих в Прикаспии нефтепромыслов также сильно загрязнена сырой нефтью и сточными водами. Уничтожен почненный по кров на общей плошади в 200 тыс. гектаров. На ряде промыслов глубина загрязнения почв достигла 5-10 метров. Американский ученый Х. Беннет утверждает, что для создания из материнской породы слоя почвы толщиной 2-3 см. требуется от 200 до 1000 лет при наиболее благоприятных климатических условиях и хорошем растительном покрове. Не случайно Атырауский областной суд вынес решение о взыскании с СП “Тенгиз-нефть”, более млрд. тенге за нанесение ущерба окружающей среде запасами серы, хранимой на Тенгизе под открытым небом.

1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ НЕФТЕГАЗОВЫХ КОМПЛЕКСОВ И НАСЕЛЕНЫХ ПУНКТОВ

Экология (оикос - жилище, логия - наука) как наука о структуре и функции природы развивается с начала XX века. Она исследует взаимосвязь и взаимозависимость человека и других биологических видов с окружающей средой, рациональное использование природных богатств и расширенное воспроизводство биологических ресурсов. Объектом ее изучения являются биосистемы (биологические и абиологические компоненты), образующиеся, функционирующие (живущие) и разрушающиеся (умирающие) на всех уровнях жизни: гены (генетические системы), клетки (клеточные системы), органы (системы органов), организмы (системы организмов), популяции (популяционные системы), сообщества (экологические системы) .

Взаимодействие с окружающей средой (энергией, веществом) на каждом уровне создает функциональную экосистему - основной объект изучения современной экологии. Оптимизация экосистем на всех уровнях жизни, равно как целостной экосистемы Земли составляет главную задачу экологической науки. Нарушая одно звено в сложном процессе обмена веществ между разными уровнями организации жизни на Земле, отрицательное последствие можно получить в двенадцатом или более отдаленном непредвиденном звене.

Охрана природы, как научная область знаний, раскрывает сущность экологических процессов, помогает предвидеть возможные нарушения экологического равновесия, принимать правильные решения и эффективные меры по его восстановлению.

Крупные комплексы нефтяной промышленности и населенные пункты преобразуют почти все компоненты природы (воздух, воду, почву, растительный, животный мир и т. д. ) . В атмосферу, водоемы и почву в мире ежегодно выбрасывается более 3 млрд. т твердых промышленных отходов, 500 км ³ опасных сточных вод и около 1 млрд. аэрозолей, разных по крупности и химическому составу. Ядовитые загрязнения содержат около 800 веществ, в том числе мутогены, влияющие на наследственность, концерогены - на зарождение и развитие злокачественных новообразований, нервные и кровяные яды - на функции нервной системы, состав крови и кроветворения, аллергены - на отдельные органы и организмы и др. Содержание их в воздухе в ряде случаев в 3-10 раз превышает предельно допустимые концентрации (ПДК) . Загрязненный дымом, пылью, сернистым и другими газами непрозрачный воздух обеднен кислородом и на 30-50 % меньше по сравнению с чистым воздухом пропускает жизненно необходимые для всех биологических существ и растений ультрафиолетовое излучение солнечного света. По этой причине жители крупных промышленных центров, а также больших городов неделями не видят солнца. Дефицит солнечной радиации создает благоприятные условия для размножения огромных колоний вредоносных бактерий, которые вызывают разнообразные заболевания у человека, животных и растений, разрушают жилые дома, производственные здания и сооружения. Загрязненный воздух резко сокращает срок жизни деревьев, растений, человека и других биологических видов.

В настоящее время широко признано, что частота случаев раковых (рак легких), респираторных (хронические бронхиты, эмфизема и др. ), кожных (экзема, дерматит) и других опасных заболеваний значительно выше среди населения, проживающего в городах, в окрестности производств, интенсивно загрязняющих окружающую природную среду (воздух, почву, воду) . Частота заболеваний пропорциональна числу источников загрязнения и зависит от их состава, структуры, агрегатного состояния, химических свойств, характера превращения (трансформации), срока жизни их в воздухе, водоеме, почве и других факторов.

Выпадающие в виде дождя и снега осадки не проникают в почву на территории современных промышленных комплексов городов через водонепроницаемые строительные, дорожные асфальтовые и другие покрытия и тем самым значительно уменьшают подземный сток, изменяют объем и режим подрусловых потоков. Под промышленными площадками образуются пустоты, происходит оседание поверхности земли. За последние 35 лет столица Мексики, например, осела на 7 м, а часть территории Токио площадью в 35 км ² опустилась ниже уровня моря.

Заасфальтированные промышленные площадки и мостовые, здания, сооружения и др. в летнее время сильно нагреваются. В ночное время накопленное тепло в большом количестве передается в атмосферу. Температура воздуха на территории промышленного комплекса по этой причине на 1-2 ^о С в полдень и на 5-8 ^о С в вечернее время выше, чем в окрестной сельской местности. Нагретый воздух, насыщенный газами и копотью, движется с окраины и заполняет центр городов, создавая особо тяжелую экологическую обстановку.

Во многих промышленных центрах всех стран мира все острее проявляется дефицит чистой питьевой воды. Источники воды все чаще выполняют одновременно функции водозабора и канализации. Сточные воды, содержащие минеральные и органические вещества, нередко отравленные нефтью и нефтепродуктами, зараженные соединениями ртути, калия и свинца, являются чрезвычайно вредными для здоровья и жизни человека и не полностью очищаются от них современными методами. Попадая в реки, прибрежные водоемы морей, сточные воды отравляют рыбу, животных, население. Качество питьевой воды во многих развитых странах мира остается низким. Наряду с характерным загрязнением пищи это отрицательно влияет на здоровье и работоспособность.

2. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

Нефтяная промышленность остается потенциально опасной по загрязнению окружающей среды и ее отдельных объектов. Возможное воздействие ее на основные компоненты окружающей среды (воздух, воду, почву, растительный животный мир и человека) обусловлено токсичностью природных углеводородов, их спутников, большим разнообразием химических веществ, используемых в технологических процессах, а также все возрастающим объемом добычи нефти, ее подготовки, транспортировки, хранения, переработки и широкого разнообразного использования.

При современных способах разработка около 40-50 % разведанных запасов нефти остается неизвлеченной из недр. Около 1-16, 5 % нефти и продуктов ее переработки теряются в процессах добычи, подготовки, переработки и транспортировки.

Все технологические процессы в нефтяной промышленности (разведка, бурение, добыча, сбор, транспорт, хранение и переработка нефти) при соответствующих условиях могут нарушать естественную экологическую обстановку. Нефть, углеводороды нефти, нефтяной и буровой шламы, сточные воды, содержащие различные химические соединения, способны опасно воздействовать на воздух, воду, почву, растительный, животный мир и человека. Они в больших количествах проникают в водоемы и другие экологические объекты: 1) при бурении и аварийном фонтанировании разведочных нефтяных скважин; 2) при аварии транспортных средств; 3) при разрывах водоводов, нефте - и продуктопроводов; 4) при нарушении герметичности колонн в скважинах и технологического оборудования; 5) при сбросе неочищенных промысловых сточных вод в поверхностные водоемы и водостоки на поля испарения.

Нефтяные фонтаны наносят огромный экологический вред и представляют опасность для основных объектов природной среды (атмосферы, водоемов, почвы, недр и др. ) . В пределах аварийного участка земли были выделены четыре зоны с различной степенью загрязнения: 1 - сильно загрязненная; 2 - со средней степенью загрязнения; 3 - слабо загрязненная; 4 - с начальными следами загрязнения распыленной нефтью. (В первой зоне глубина проникновения нефти достигает 90 см) .

В процессе бурения, добычи, подготовки, транспортировки и хранения нефти непрерывное загрязнение окружающей природной среды вызвано утечками углеводородов через неплотности во фланцевых соединениях (сальниках, задвижках), разрывами трубопроводов, отбором проб, опорожнением сепараторов и отстойников. Основная часть нефти и сточных вод на территории промысла накапливается и поступает в водоемы из устья скважин и прискваженных площадках; разлив нефти в этих случаях возможен через неплотности в устьевых сальниках (при насосной эксплуатации), в устьевой арматуре (при фонтанно-компрессорной эксплуатации), при ремонтных работах и освоении скважин тартанием и откачкой поршнем; мерников и трапов групповых и индустриальных сборных установок (разлив нефти из переполненных мерников, при очистке мерников и трапов от грязи и парафина) . При переполнении трапов возможно попадание нефти в газовую и факельную линию с последующим опасным загрязнением территории и сточной воды; сборных участковых и промысловых резервуарных парков (разлив нефти происходит при спуске сточной воды из резервуаров, при неполной очистке резервуаров от грязи и парафина и переливе нефти через верх резервуара) . Обычно в резервуарных парках все эти загрязняющие вещества поступают в канализацию и значительно увеличивают загрязнение сточной воды. Наиболее типичные утечки нефти из резервуаров обусловлены коррозией их днища под воздействием воды, поэтому ведется постоянный контроль содержимого в них, что позволяет своевременно обнаружить даже небольшие утечки нефти и нефтепродуктов и их устранение. При выщелачивании емкостей резервуаров есть риск загрязнения фенолом водоемов и почвы. Большинство хранилищ не исключают утечек, испарения, фильтрации нефти.

При строительстве трубопроводов нарушается микроклимат, т. к. изменяется режим питания растительного покрова влагой, нарушает теплофизическое равновесие, приводит к гибели чувствительных к механическому и другому воздействиям растительных покровов. Большую опасность для окружающей среды представляют трубопроводы, т. к. возможна утечка нефти (при прорыве нефтепровода выбрасывается в среднем 2 т нефти, приводящей в непригодность 1000 м ² земли) .

Наиболее тяжелым и опасным по последствиям является загрязнение подземных и наземных пресных вод и почвы. К основным их загрязнителям в глобальном масштабе относятся нефть, буровой и нефтяной шламы и сточные воды.

Образующийся при бурении скважин буровой шлам может содержать до 7, 5% нефти и до 15 % органических химических реагентов, применяемых в буровых растворах. В относительно большом объеме шлам накапливается нередко и при подготовке нефти. В этом случае шламы могут содержать до 80-85% нефти, до 50 % поверхностно-активных веществ (ПАВ) .

Основными загрязнителями природной среды при бурении и эксплуатации скважин остаются буровые и промысловые сточные воды. Характерными остаются разливы нефти в результате аварий на нефтегазосборных коллекторах и технологических установках, ликвидация которых нередко затягивается и выполняется некачественно. Из-за отсутствия канализации на некоторых КНС ДНС промысловые стоки сбрасываются в близлежащие водоемы, болота, загрязняют их и грунтовые воды.

Для всех производственных объектов нефтяной промышленности остается актуальной проблема полной утилизации пластовых вод, которые в большинстве случаев агрессивны и вызывают интенсивную коррозию нефтепромыслового оборудования и сооружений, нарушают герметичность колонн в скважинах, в результате чего происходит утечка сточных вод при их сбросе, подготовке и закачке, а также засолоннение почвы и грунтовых источников питьевых вод, гибель растительности. Устранение утечек затруднено из-за недостатка эпоксидных смол, лаков, кордовых волокон, герметизирующих смазок, центробежных насосов типа ЦН в антикоррозийном исполнении, стальных задвижек и др.

Защита окружающей среды предполагает заблаговременную количественную оценку уровня загрязнения нефтью. Учитывая, что полностью удалить пролитую нефть и исключить разливы нефти и нефтепродуктов пока невозможно, оценка вероятности предполагаемых разливов, их последствий для экологической обстановки является необходимым условием для определения оптимального объема и вида профилактических работ.

Мощным источником опасных загрязнителей воздушного бассейна в нефтяной промышленности являются продукты сгорания нефти и нефтяного газа в факелах, который среди загрязнителей доминирует.

Большой объем загрязнителей поступает в воздух в процессе очистки нефти от серы и сернистых соединений, при сжигании попутных газов, обессоливания и обезвоживания нефти.

3. ВРЕДНЫЕ ВЫБРОСЫ ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ИХ ОПАСНОСТЬ

К наиболее распространенным загрязнителям атмосферы при добыче, подготовке, транспортировке, переработке нефти относятся сернистый ангидрид, сероводород, окислы азота, углеводороды и механические взвеси.

Основные вредные выбросы этих веществ при добыче нефти происходят при аварийном фонтанировании, опробовании и испытании скважин, испарения из мерников и резервуаров, разрывных трубопроводов, очистке технологических емкостей, на установках комплексной подготовки и очистных сооружениях.

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.