Введение
1 Аналитический обзор 8
1.1 Характеристика нефти 8
1.2 Физико-химические свойства нефти 9
1.3 Токсичность нефти и ее компонентов 12
1.4 Методы сбора нефти при разливах нефти на поверхность воды 15
1.5 Виды сорбентов, используемых для сорбции нефти 18
1.6 Получение вспененных пластмасс 20
1.7 Способ производства полимерного сорбента «Униполимер-М» и составы
его композиций (защищены патентом РФ №2587440) 23
1.8 Извлечение нефти из сорбата и утилизация сорбентов 26
3 Безопасность при выполнении исследовательских работ в лаборатории 41
3.1 Санитарные требования к лаборатории 41
3.1.1 Требования к воздуху рабочей зоны 42
3.2 Обеспечение взрывопожарной безопасности лаборатории 44
3.3 Инструкция по безопасности при выполнении исследовательских работ
в лаборатории 47
Заключение 52
Список использованных источников 53
Развитие добычи нефти на морях и океанах, в частности в Арктической зоне, увеличение объёмов добычи, в особенности на платформах, ставит под угрозу экологической катастрофы большие территории северных вод, земель, фауны и флоры. Так, например, низкие температуры Арктической зоны является определяющим в выборе методов ликвидации нефтяных разливах с поверхности морей, в частности сорбирующих веществ. Природно- климатические условия Арктики значительно осложняют выбор технологий и методов ликвидации последствий разливов нефти.
В соответствии с «Энергетической стратегией РФ на период до 2020 г.» освоение нефтегазовых месторождений на шельфе северных и дальневосточных морей является одним из стратегических направлений развития экономики Российской федерации. Разведанные запасы на шельфе Северного Ледовитого океана составляют 25% мировых запасов углеводородного сырья. На нашем Северном шельфе содержится четверть запасов нефти и половина запасов газа России. Распределены они следующим образом: Баренцево море — 49%, Карское — 35%, Охотское — 15%. И лишь менее 1% находится в Балтийском море и на нашем участке Каспия.
Добыча нефти на шельфе, а также её транспортировка по водным акваториям сопровождается рисками разливов нефти при ее добыче, а также при хранении и транспортировке нефти и нефтепродуктов вследствие аварий, чрезвычайных ситуаций природного характера, криминальных врезок, военных действий и террористических актов. Сегодня в России добывается ежегодно около 400 млн. т. нефти, из которых от 1,5 % до 10 % теряется при добыче и транспортировке. Это составляет 4,5 млн. т. за год. Если в результате работ по ликвидации последствий нефтяных разливов фактически весь объем разлитой нефти будет собран, то реальный экологический и экономический эффект будет значительно выше, чем затраты на ее проведение.
Особенно опасны разливы нефти на водных системах. Поскольку нефть легче воды, она растекается по воде тонкой пленкой на значительную площадь. Через 10 минут после того, как в воде оказалась 1 тонна нефти, образуется нефтяное пятно, толщина которого составляет 10 мм. С течением времени толщина пленки уменьшается (до менее 1 мм), в то время площадь пятна расширяется и способна покрыть площадь до 12 кв. км. Дальнейшие изменения происходят под воздействием ветра, волн и погоды. Разливы нефти сопровождаются массовой гибелью морских млекопитающих, птиц, рептилий. Наносится ущерб рыбному промыслу. Залитые нефтью берега наносят вред прибрежной экосистеме, в северных регионах часто непоправимый. Нефтяная пленка, попадая на поверхность воды, изменяет состав спектра и интенсивность проникновения в воду света. При этом нарушается обмен энергией, теплом, влагой, газами между океаном и атмосферой, что оказывает губительное влияние на биоценоз Мирового океана.
Также, в соответствии с государственной программой Российской Федерации «Защита населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, обеспечение пожарной безопасности и безопасности людей на водных объектах» стоит цель минимизации социального, экономического и экологического ущерба наносимого населению, экономике и природной среде от ведения и вследствие ведения военных действий, совершения террористических акций, чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, пожаров и происшествий на водных объектах, тем самым актуальность данной работы не подвергается сомнению.
Целью данной квалификационной работы является исследование свойств пенополимерного сорбента «Униполимер-М», волокнистого сорбента «Меном» используемых для ликвидации нефтеразливов на водных акваториях, сорбционных свойств данных сорбентов в различных температурных условиях.
Задачами данной квалификационной работой являются:
- установить влияние температуры на сорбцию нефти волокнистым и пенополимерным сорбентами;
- установить зависимость сорбции исследуемых сорбентов на нефть и нефтепродукты различной вязкости и плотности;
- обосновать выбор сорбента, рекомендуемого для очистки водоемов от нефти в условиях Арктической зоны.
Было выявлено, что производить сорбцию нефти на поверхности воды при более низких температурах (около 5°С) более рационально волокнистым сорбентом, нежели полимерным. Во-первых, из-за повышения вязкости нефти, повышается сорбирующие свойства волокнистого сорбента и достигает максимальных показателей в 15-20 г/г нефти; в своё время у пеносорбента уменьшается данная характеристика, в связи с труднодоступностью попадания нефти в пористые структуры сорбента. Во-вторых, волокнистый сорбент является многоразовым, его можно регенерировать не менее 8 раз, что даёт возможность уменьшить затраты и увеличить возможность использования одного и того же материала повторно, тем самым суммарно превышая сорбирующие показатели невосстанавливаемого пеносорбента, которые измеряются в 40-60г/г нефти в тех же условиях.
Немаловажным параметром сорбционной способности является вязкость нефти. В Арктической зоне преобладают парафинистые нефти с высокими показателями вязкости, что в совокупности с низкой температурой даёт высокие показатели сорбционной способности волокнистого сорбента, по сравнению с пеносорбентом. Однако, при повышении вязкости нефти, время на максимально возможную сорбцию нефти возрастает.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о более рациональном использовании при низких температурах волокнистого сорбента, нежели пеносорбента, по ряду изложенных факторов.
