06/02/2002

Сероводорода можно не бояться, если уметь его нейтрализовать

Анализ рисков и предварительная эколого-экономическая оценка последствий аварийных ситуаций на водных переходах трубопроводов сероводородсодержащих нефтепродуктов показали, что существенная доля ущерба окружающей среде обусловлена загрязнением водных ресурсов сероводородом.

Физико-химические свойства этого соединения, в частности, хорошая растворимость в воде, определяют недостаточную эффективность традиционных методов ликвидации последствий аварий, ориентированных в основном на локализацию и сбор поверхностной пленки загрязнителя. Это, в свою очередь, определяет необходимость разработки новых научно-технических решений, направленных на сокращение экологического ущерба от аварий.

Специалисты РГУ нефти и газа им. Губкина в партнерстве с учеными Волго-Уральского НИиПИ нефти и газа разработали, в частности, технологию утилизации загрязненных сероводородом водных ресурсов, использовав, в качестве экспериментальной базы, конденсатопроводы Управления по эксплуатации соединительных газопродуктопроводов «Оренбурггазпрома». Выбор объекта исследования был продиктован наличием развитой сети трубопроводов, включающей более 100 переходов через природные водоемы и водотоки, а также токсичностью транспортируемых продуктов.

В реальных условиях, связанных с попаданием нестабильного сероводородсодержащего конденсата в природные водоемы, ущерб определяется не только загрязнением водоема нефтепродуктами, но и растворением в воде части сероводорода. Количество сероводорода существенно зависит как от характеристик конкретной аварийной ситуации, так и от гидрометеорологических условий и ряда других факторов. Согласно результатам выполненных исследований, массовое остаточное содержание сероводорода в конденсате после его разгазирования в атмосферных условиях близко к 0,02 %. Подлежащий компенсации ущерб от загрязнения водоема сероводородом для рассматриваемых условий может превышать половину совокупного экологического ущерба в его денежном эквиваленте.

На основе анализа источников научно-технической информации для экспериментальной оценки был отобран метод сорбционной очистки воды от сероводорода с использованием природного сорбента – русловых и береговых минерально-илистых отложений в совокупности с доступными промышленными сорбентами. В качестве модельных сред при проведении экспериментальных исследований были использованы раствор сероводорода в воде, подготовленный из воды реки Урал путем барботажа ее сероводородом до концентрации 70-100 мг/л, донные минерально-илистые отложения из реки Урал, в качестве сорбентов применяли карбосиликагель и мел. Для количественной оценки содержания сероводорода в воде использовали стандартный титриметрический анализ.

Результаты экспериментальных исследований позволили обосновать альтернативную технологию аварийных работ по защите водоемов от загрязнения сероводородом при авариях на трубопроводах. Максимальный эффект может быть достигнут при ее совмещении с традиционными приемами сбора и утилизации нефтяных загрязнителей с поверхности природных водоемов и водотоков.

Суть предлагаемых технологических и организационно-технических решений сводится к следующему. При предварительном планировании аварийных мероприятий для каждого водного перехода определяются створы водоема, в которых будут реализовываться мероприятия по очистке воды от сероводорода. Размещения створов должны учитывать как время доставки и разворачивания технических средств, так и обеспечивать благоприятные условия для взмучивания русловых и береговых донных отложений. Русла и берега реки в створе должны иметь достаточное количество слоя донных отложений (не менее 10 см). При возникновении аварийных ситуаций в створе, приближении к нему загрязненной воды осуществляют взмучивание русловых и буровых отложений подачей расчетного количества сорбентов в течение всего периода прохождения загрязненной воды. Согласно результатам лабораторных исследований, эффективная очистка воды достигается уже при содержании взмученных донных отложений в воде в количестве 0,5-1,0 кг/г сероводорода. Количество створов водоема, в которых необходимо проводить указанные операции, определяется фактической эффективностью очистки воды.

На практике взмучивание донных отложений может быть осуществлено механическим, гидравлическим или пневматическим способом. Для оценочных расчетов на стадии планирования работ рекомендуется принимать (при давлении напорной подачи воды 4-6 Атм) производительность взмучивания 0,2-0,3 кг отложений на 1 литр подаваемой воды. Экспериментально установленная производительность единицы землеройной техники по взмучиванию отложений составляет 1-3 т/мин.

С учетом представленных основных характеристик возможных аварийных ситуаций и параметров предложенной технологии разработаны типовые схемы расстановки применяемого оборудования. Результаты выполненных промышленных испытаний на реке Донгуз в целом подтвердили эффективность разработанной аварийной технологии, что позволило рекомендовать ее к практическому применению при загрязнении природных водоемов сероводородсодержащими нефтепродуктами и сточными водами.

Версия для распечатки