Для снижения потерь нефтепродуктов при испарении в процессе хранения в резервуарах применяют различные способы и технологическое оборудование.При эксплуатации резервуаров с открытой плавающей крышей и резервуаров со стационарной крышей с установленными внутри плавающими понтонами потери при «малых и больших дыханиях» в среднем до 80% ниже, чем при эксплуатации резервуаров без защитных покрытий [10].
Хранение нефтепродуктов под слоем инертного (защитного) газа, нагнетаемого в газовое пространство резервуаров, предотвращает испарение, а следовательно и загрязнение воздушного бассейна углеводородами. В качестве защитного газа в зависимости от конкретных условий эксплуатации резервуарных парков можно использовать природный газ, попутный нефтяной газ, не содержащие водорода очищенные газы нефтепереработки, а также инертные тазы-азот, диоксид углерода, сжатые дымовые газы. Одно из важных условий применения защитных газов-отсутствие вредного воздействия на качество хранимых нефтепродуктов.
Сокращение потерь углеводородов, основанное на абсорбционно-адсорбционном и эжекционном принципах улавливания их из паровоздушных смесей, относится к достаточно эффективным, но менее распространенным способам снижения загрязнения воздушного бассейна парами нефтепродуктов.
Для снижения выбросов паров нефтепродуктов в окружающую среду эффективным средством являются диски-отражатели (рис. 3.18), устанавливаемые под монтажным патрубком дыхательного клапана, как в наземных, так и в заглубленных металлических резервуарах.
Для предотвращения загрязнения воздушного бассейна при хранении нефтепродуктов большое значение имеет хорошая отладка дыхательных и предохранительных клапанов и герметичность кровли резервуаров.В настоящее время применяются непримерзающие дыхательные клапаны типа НДКМ (рис. 3.19) и предохранительные клапаны типа КПГ, технические характеристики которых приведены в табл. 3.3 и 3.4.
Нанесение на наружную поверхность стальных наземных резервуаров тепло- и лучеотражающих покрытий эффективно влияет на снижение потерь при хранении нефтепродуктов. Достигаемое таким образом снижение интенсивности солнечной радиации приводит к уменьшению амплитуды температурных колебаний газового пространства резервуара и поверхности нефтепродукта. Этот эффект проявляется в основном при длительном хранении нефтепродуктов, когда температура в резервуаре приближается к среднесуточной температуре окружающего воздуха.
Сокращения потерь нефтепродуктов можно достичь применением резервуаров повышенного давления (выше 1,96 кПа). Конструктивно они подразделяются на шаровидные, каплевидные и резервуары конструкции ДИСИ (Днепропетровский инженерно-строительный институт)-цилиндрические со сферической крышей.
Утечка нефтепродуктов из подземных резервуаров вследствие коррозии днища и стенок приводит к загрязнению почвы и грунтовых вод, поэтому разработка способов обнаружения утечек имеет важное значение для охраны окружающей среды. Существующие в настоящее время приборы предназначены в основном для контроля количества нефтепродуктов в резервуарах и для обнаружения утечек недостаточно эффективны.
Коррозионные повреждения днища наземных вертикальных резервуаров (а в заглубленных емкостях-также и наружных стенок) в большинстве случаев обнаруживаются только при утечке нефтепродукта. Коррозия металлических листов резервуаров может быть внешней и внутренней. Внутренняя коррозия поражает стенки, днище и верхний пояс кровли и зависит от марки хранимой нефти и нефтепродукта. Внешняя коррозия возможна при образовании влажной электропроводящей среды в зоне контакта днища с основанием резервуара из-за ее дифференциальной аэрации, биметаллического электрохимического воздействия, влияния катодной защиты соседних сооружений и блуждающих токов, а также жизнедеятельности бактерий.
При создании подземных хранилищ резко снижаются капитальные вложения, эксплуатационные расходы, а также размеры земельных участков, занимаемых под строительство. Сооружение подземных хранилищ-один из прогрессивных и эффективных способов накопления запасов нефтепродуктов, выравнивания ритма производства, транспортирования и потребления, снижения материалоемкости строительства и повышения экономии денежных средств, охраны окружающей среды.
Хранилища для нефтепродуктов в отложениях каменной соли находят наибольшее распространение. Сооружение подземных резервуаров заключается в выщелачивании пресной водой каменной соли. Для создания таких резервуаров важное значение имеют горногеологические факторы и химическая активность взаимодействия пород с хранимым продуктом. Порода, в которой сооружается хранилище, должна иметь достаточную плотность и устойчивость.
Для создания шахтных хранилищ используют обычно плотные породы, инертные к хранимым продуктам, гипс, доломит, ангидрид, известняк, гранит, гнейс, глины, многолетнемерзлые породы.При выборе вида шахтного хранилища и определении возможности его сооружения руководствуются наличием благоприятных геологических и гидрогеологических условий.
Как отмечалось в главе 2, одним из источников загрязнения природной среды являются сточные нефтесодержащие воды, образующиеся в процессе хранения нефтепродуктов.Количество сточных вод на различных нефтебазах в зависимости от объема хранимой продукции и оборачиваемости резервуарного парка от 5 до 100 м3/сут. [41]. Сточные воды, образующиеся в процессе эксплуатации нефтебаз, подразделяются на производственные, бытовые и ливневые (дождевые). Для сбора этих стоков сооружают отдельные сети канализации: производственную, включающую производственные (также условно-чистые производственные сточные воды) и дождевые воды, хозяйственно-бытовую и специальную для сточных вод, загрязненных тетраэтилсвинцом, входящим в состав этилированных бензинов. Принципиальная схема очистки сточных вод нефтебаз приведена на рис. 4.1 [42].
Методом механической очистки из сточных вод удаляют основную массу минеральных примесей и грубодиспергированных частиц, содержащих нефть. Механические загрязнения удаляются в специальных сооружениях-песколовках, устанавливаемых перед нефтеловушками.
Очистка нефтесодержащих сточных вод методом флотации заключается в извлечении нерастворенных примесей с помощью тонкодиспергиро-ванного в сточной воде воздуха [45].Анализируя явление взаимодействия трех фаз, можно отметить, что чем большей гидрофобностью обладает поверхность частицы, тем больше вероятность присоединения частицы к воздушному пузырьку при столкновении, так как газы также относятся к гидрофобным веществам. С другой стороны, чем более гидрофобна частица, тем вероятнее образование на ней пузырьков газов, выделяющихся из раствора.
При хранении этилированных бензинов, как указано в гл. 2, происходит загрязнение сточных вод тетраэтилсвинцом (ТЭС), содержание которого в воде не допускается, поэтому наряду с производственной канализацией сооружается специальная канализация для сбора и нейтрализации этилсодержащих стоков.
Биохимическим потреблением кислорода называется количество кислорода, необходимое для окисления органических веществ в результате происходящих в воде аэробных биохимических процессов. Определяют полное биохимическое потребление (БПКполн.), когда процесс длится 15-20 сут. (БПК20Х и пятисуточное потребление (БПК5) для текущего контроля эксплуатируемых очистных сооружений.
Контроль содержания вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу и со сточными водами, имеет важное значение, так как он тесно связан с организацией очистных работ. Прежде чем разрабатывать технологию очистки сточных вод и газовых выбросов необходимо знать не только качественный, но и количественный состав загрязняющих веществ.
Согласно определению, принятому Комиссией по унификации методов анализа природных и сточных вод стран-членов СЭВ (1968), а также Международным симпозиумом в Гааге (1968) за «нефтепродукты» при анализе вод следует принимать сумму неполярных и малополярных соединений, растворимых в гексане, т.е. по существу, сумму углеводородов (алифатических, алициклических и ароматических).
Летучими нефтепродуктами названы углеводороды, отдуваемые воздухом при комнатной температуре. Отделение и определение летучих нефтепродуктов необходимо в качестве предварительной операции в тех случаях, когда их содержание достаточно велико и основную массу нефтепродуктов определяют гравиметрическим методом или методом газожидкостной хроматографии. При анализе сточных вод, прошедших биохимическую очистку в биотенках, очистку флотацией, или любым другим методом с продувкой воздухом отделение летучих не требуется. Не требуется отделения летучих нефтепродуктов и в тех случаях, когда определение заканчивают методом ИК-спектрометрии.
Нефтепродукты экстрагируют из анализируемой воды гексаном (см. разд. 5.1.2). Экстракт пропускают через колонку с оксидом алюминия, после чего определяют люминесценцию элюата и по «цене деления» прибора находят содержание нефтепродуктов.
Чувствительность метода - 0,002 мг тетраэтилсвинца в анализируемом объеме.Аппаратура: фотоэлектроколориметр с набором кювет; муфельная печь; колбы мерные с пришлифованной пробкой на 50, 100, 250, 500, 1000 мл; пипетки градуированные и с одной меткой на 1, 2, 5, 10, 15, 20, 50 мл; микробюретки и бюретки на 2,5; 25; 50 мл; цилиндры измерительные объемом 25, 100, 250, 500, 1000 мл; пробирки колориметрические с пришлифованной пробкой на 10 и 20 мл; воронки делительные вместимостью 250, 500, 1000 мл; чашки выпарительные на 100 мл; эксикатор; колба перегонная; баня водяная на шесть гнезд; воронки химические диаметром 30 и 60 мм; фильтры беззольные «синяя лента» диаметром 50 мм и «белая лента» диаметром 70 мм.
Для анализа атмосферных загрязнений должны быть разработаны более чувствительные методы исследования, позволяющие определять очень малые количества вредных веществ.До настоящего времени для контроля токсичных веществ в воздухе использовали, в основном, химические методы, которые при наличии сложных многокомпонентных соединений с близкими физико-химическими свойствами оказываются либо неприемлемыми, либо очень трудоемкими. На смену им приходят прогрессивные инструментальные физико-химические методы.