Взаємозв'язок безпеки нафтопродуктозабезпечення та втрат нафтопродуктів

В.І. Кабанов

В Нині відповідно до законодавчих актів на території Російської Федерації діє централізований підхід до формування норм природного убутку нафтопродуктів при зберіганні і транспортуванні та децентралізований підхід до формування норм технологічних втрат нафтопродуктів при виробництві і транспортуванні.

Значне кількість нафтопродуктів в обсягах, що обчислюються мільйонами тонн на рік, пропускається через систему паливозабезпечення Росії, яка здійснює зв'язок між виробниками нафтопродуктів і багатомільйонними споживачами цих продуктів.

Весь цей обсяг неминуче проходить стадії транспортування і зберігання, тобто перекачується через трубопроводи, перевозиться транспортом і міститься в сховищах.

Ефективне виконання передавальних функцій системи паливозабезпечення може бути досягнута за її стійкості до різних впливів.

Основним з критеріїв стійкості системи є рівень втрат продукту, які відбуваються в системі на різних етапах її функціонування. Так по експериментальним оцінками, втрати тільки від випаровування світлих нафтопродуктів становлять близько 0,75% від обсягу їх виробництва.

В Залежно від причин виникнення, втрати нафти та нафтопродуктів поділяються на природні, експлуатаційні та аварійні, а за характером виникнення - на кількісні, якісні та змішані (качественноколічественние). Характер втрат залежить від того, чи супроводжуються вони зменшенням маси нафтопродукту або погіршенням його фізико-хімічні та експлуатаційних властивостей.

Кількісні втрати, які викликаються протоками, витоками тощо, пов'язані тільки з зменшенням кількості нафти і нафтопродуктів, якість якого не знижується. З огляду на взаємозв'язок технологічних операцій прийому, зберігання та заправки (зменшення втрат при одній з них може призвести до збільшення втрат при ін), загальні втрати тільки нафтопродуктів на рік складуть близько 0,03% (мас.) обороту нафтопродуктів, а фактичний розподіл цих втрат складеться таким чином: при складському зберіганні - 37,2%, при залізничних і автомобільних перевезеннях 6,2%, при водних перевезеннях - 27,2% і на магістральних нефтепродуктоводах - 29,4% (таблиця 1). Домінуючими у загальних втратах продуктів є втрати автобензину, потім дизельного палива, мазуту, нафти та інших нафтопродуктів.

Облік втрат потрібен державі для розрахунку бази оподаткування, плати за визначенні гранично допустимих викидів та скидів, оцінки ризиків і безпеки об'єктів нафтопродуктозабезпечення.

В відповідності з Податковим Кодексом Російської Федерації (НК РФ) до матеріальних витрат для цілей оподаткування прирівнюються:

-- втрати від нестачі та (або) псування при зберіганні та транспортуванні товарно-матеріальних цінностей у межах норм природних втрат, затверджених в порядку, встановленому Урядом РФ;

-- технологічні втрати при виробництві та (або) транспортування.

В Нині відповідно до законодавчих актів на території Російської федерації діє централізований підхід до формування норм природного убутку нафтопродуктів при зберіганні і транспортуванні та децентралізований підхід до формування норм технологічних втрат нафтопродуктів при виробництві та транспортірованке.

Поряд з цим слід зазначити, що у відповідності з екологічним законодавством (зокрема, за Наказом Госкомэкологиии Росії № 199 від 08.04.98г.) Встановлений децентралізований порядок визначення викидів.

Оскільки в НК РФ та інших законодавчих та нормативних актах РФ відсутня чітка класифікація технологічних втрат і втрат від природних втрат, а також роз'яснення визначень «виробництво», «зберігання» і «транспортування» сьогодні складається суперечлива ситуація, яка не сприяє ефективному обліку даних втрат і їх сни-женію. Одним з таких протиріч є розуміння терміну «транспортування». Так під цим терміном Міністерство транспорту РФ розуміє перевезення вантажів з одного пункту в інший. Проект технічного регламенту «Про вимоги до бензинів, дизельного палива і окремим пально-мастильних матеріалів »дає іншу трактування терміну:« транспортування - Знаходження продукції в процесі переміщення її від виробника (виробника) до споживача. Воно здійснюється трубопровідним, залізничним, автомобільним, повітряним, морським і річковим транспортом ».

Представлені вище трактування терміну «транспортування» не враховують операцій по сливу (наповненню) ємностей, при яких, як показали дослідження, відбуваються основні втрати нафтопродуктів від «великих дихання».

На підставі проведених досліджень пропонується класифікація втрат нафтопродуктів, представлена на малюнках 1-3.

Втрати можуть виникати при зберіганні та транспортуванні матеріальних цінностей і мати величини, зазначені в таблиці.

Кількісні втрати нафти і нафтопродуктів відбуваються тому, що технічні засоби для роботи з ними не володіють абсолютною герметичністю, а нафтопродукти за своєю природі схильні до випаровування.

Втрати від витоків і протоки зазвичай відбуваються в місцях нещільного з'єднання труб, рукавів, засувок, в результаті переливу нафтопродуктів при заповненні резервуарів і паливних баків автомобілів, наливу нафти і нафтопродукту в несправні засоби зберігання. Залізничні та автомобільні цистерни в процесі наливу перебувають з відкритими верхніми люками, через які пари палива вільно витісняються назовні і потрапляють в атмосферу, забруднюючи її. Незважаючи на те, що цистерни обладнані нижніми зливними пристроями, відкрити останні можна тільки тоді, коли буде відкритий верхній люк, тобто при розгерметизації цистерни та випуску певної кількості пароповітряної суміші в атмосферу. Основними причинами витоків нафти і нафтопродуктів є незадовільний стан резервуарного парку і низька кваліфікація обслуговуючого персоналу.

Статистичні дані про випадки розгерметизації резервуарів свідчать про те, що основними несправностями резервуарів, що сприяють кількісним втрат нафти і нафтопродуктів є корозійне зношення елементів конструкції (до 60%), деформація геометричної форми (25%) і дефекти зварних швів (15%).

Протоки і витоку нафти і нафтопродуктів в процесі експлуатації є значним фактором забруднення повітря, грунту, водойм, підземних інженерних споруд навколо нафтобаз і автомобільних заправних станцій. За характером впливу джерела забруднення навколишнього середовища поділяються на постійно діючі, періодичні і випадкові. До першої групи джерел забруднення відносяться великі й малі "дихання" резервуарів; викиди пароповітряної суміші з баків автомобілів при заправці; вихлопні гази автомобільних двигунів на території АЗС; викиди при заправці та зливі нафти і нафтопродуктів. Джерела цієї групи забруднюють головним чином атмосферне повітря на території.

Ко другої групи джерел забруднення відносяться: протоки нафти і нафтопродуктів при зливі з автоцистерн в резервуари, протоки нафтопродуктів при заправці автотранспорту. До третьої групи джерел забруднення відносяться: витоку і протоки нафти і нафтопродуктів при ремонті та обслуговуванні технологічного обладнання; аварійні витоку в результаті порушення герметичності гідравлічної системи (резервуарів, трубопроводів, шлангів, колонок тощо).

Джерела другої і третьої груп призводять до забруднення нафтопродуктами грунту, водойм та підземних інженерних споруд.

Значення окремих складових до загальної емісії забруднення залежить від технічних параметрів обладнання, його стану, кваліфікації та дисципліни персоналу.

Орієнтовні значення окремих джерел у загальній емісії забруднення наведено нижче:

Протоки при заправці автотранспорту - 30%

Протоки при зливі нафти і нафтопродуктів з автоцистерн - 25%

Протоки і витоку нафти і нафтопродуктів при обслуговуванні та ремонті технологічного обладнання - 20%

Витоку нафти і нафтопродуктів через несправність обладнання - 15%

Інші джерела - 10%

Нафта та продукти її переробки, потрапляючи в воду, розтікаються внаслідок гідрофобності по поверхні, утворюючи тонку нафтову плівку, яка переміщається з швидкістю приблизно в два рази більшою, ніж швидкість течії води. При зіткненні з берегом і прибережній рослинністю нафтова плівка осідає на них. У процесі поширення по поверхні води легкі фракції нафти частково випаровуються, розчиняються, а важкі опускаються в товщу води, осідають на дно і утворюють донне забруднення. Вплив нафти і нафтопродуктів на водойми Московської області проявляється в погіршенні фізичних властивостей води (замутніння, зміна кольору, смаку, запаху); розчиненні у воді токсичних речовин; утворення поверхневої плівки нафти і осаду на дні водойми, що знижують вміст у воді кисню.

Характерний запах і присмак з'являються при концентрації нафти у воді 0,5 мг/л, а нафтенових кислот - 0,01 мг/л. Значні зміни хімічних показників води відбуваються при утриманні нафти і нафтопродуктів більш 100-500 мг/л. Плівка нафти на поверхні водойми погіршує газообмін води з атмосферою, сповільнюючи швидкість аерації та видалення двоокису вуглецю, що утворюється при окисленні нафти. За товщини нафтової плівки 4,1 мм і концентрації нафти у воді 17 мг/л кількість розчиненого кисню за 20 - 25 діб знижується, на 40%.

Забруднення нафтою і нафтопродуктами водойм призводить до погіршення якості риби (поява забарвлення, плям, запаху, присмаку); загибелі дорослих риб, молоді, личинок та ікри; відхилень від нормального розвитку рибної молоді, личинок та ікри; скорочення кормових запасів (планктону).

Іншим джерелом кількісних втрат нафти і нафтопродуктів є втрати від похибки засобів вимірювань. Дані втрати не можуть бути враховані при розрахунку балансу між виробництвом та споживачами. За даними НПО "Нефтегазавтомат" метрологічні дослідження ручних вимірювань маси нафтопродуктів показали, що замість нормативної величини похибки вимірювання маси відповідно до ГОСТ Р8.595-2004р -0,5 ... 0,65%, її фактична величина при обліку в стаціонарних резервуарах, становить більше 3%.

Змішані (кількісно-якісні) втрати викликаються випаровуванням легкокіпящіх нафти і нафтопродуктів, головним чином автомобільного бензину та при їх обводнюванні. При цих втрати зменшення кількості нафтопродукту пов'язане з одночасним зміною його якості внаслідок нерівномірності випаровування що входять до його склад вуглеводнів.

Дослідження показують, що при відкритому наливі палива в залізничні цистерни втрати від випаровування складають 0,1% від обсягу наливають, продукту за умови, що наливне пристрій опущено до нижньої твірної обичайки цистерни, тобто налив здійснюється "під рівень" палива.

При наливі падаючої струменем, коли наливна труба (або пристрій) не доходить до нижньої твірної обичайки цистерни, втрати навіть в зимовий час досягають 0,50,6% від обсягу наливають, продукту.

Втрати нафти і нафтопродуктів від випаровування при зберіганні пов'язані з так званими "Великими і малими" дихання резервуарів. Відомо, що втрати від "малих" дихання з 1 м3 газового простору резервуарів, які зв'язані з атмосферою через дихальні клапани, при зміні температури парів на 10 ° С рівні 6-10 г, а при зміні атмосферного тиску на 1 мм рт.ст.2-4 м. Швидкість насичення парами газового простору пропорційна площі поверхні випаровування. Підраховано, що з 1 м2 поверхні випаровування наземного резервуара випаровується і втрачається понад 4 кг нафтопродукту на місяць.

Річні втрати пального для резервуару місткістю 400 м3 можуть скласти 1,28% від маси зберігається продукту.

Крім того, як було зазначено вище, викиди парів вуглеводнів в процесі заповнення резервуарів є одним з суттєвих джерел забруднення навколишнього середовища.

Найбільша маса дренажіруемих в атмосферу парів бензину припадає на процес зливу бензину в ємкості нафтобаз і АЗС і заправлення автомобілів.

Слід відзначити, що хоча викиди (втрати) парів бензину при заправці автомобілів не відносяться до прямих втрат АЗС (це вже втрати власників автотранспорту), вони вносять не менший внесок у забруднення атмосфери міста. При цьому слід враховувати, що з'єднання викидаються вуглеводнів бензину (З, "NхОу, NхНу та ін), що утворюються в атмосфері в результаті фотохімічних реакцій під впливом сонячних променів, мають на два порядки більшою токсичністю, ніж самі вуглеводні. При цьому маса викидаються газів вуглеводнів може складати до 0,1% від маси перевалює продукту.

В середньому складу пароповітряної суміші, "видихається" з резервуарів, включає 32% масової частки вуглеводнів метанового ряду, 12% бензинових фракцій і 56% повітря. Такі викиди крім забруднення навколишнього середовища, створюють пожежовибухонебезпечні ситуацію в районі нафтобаз і АЗС.

В результаті випаровування легких фракцій нафтопродуктів погіршуються пускові, потужності, економічні та екологічні характеристики автомобільних двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ).

Відомо, що температура холодного пуску ДВС пов'язана не тільки з температурою початку перегонки і температурою википання 10%, але і з температурою википання наступних фракцій. Збільшення температури википання на 50% погіршує прийомистість ДВС, який повільніше набирає необхідну потужність.

Іноді при занадто великій температурі википання середніх фракцій необхідна потужність двигуна не досягається.

При роботи ДВС на нафтопродуктах, у яких знижений зміст легких фракцій, значно збільшується інтенсивність утворення плівки у впускному колекторі і, як наслідок, підвищується знос двигуна. Втрата легких фракцій призводить до зниження октанового числа (ОЧ) бензинів з добавками пропан-бутановых фракцій і спиртів, гак як ці добавки мають більш високими ОЧ. Зниження ОЧ в свою чергу призводить до детонації двигуна.

обводнювання нафтопродуктів пов'язано з конденсацією вологи, що міститься в повітрі, надходить у цистерни при малих і великих дихання, а також з безпосереднім потраплянням води у нафтопродукти при поганій зачистки і осушення цистерн після пропарювання і промивки через відкриті горловини в дощову та снігову погоду.

Якісні втрати виникають при забрудненні, і суміші нафтопродуктів, при цьому їх кількість не змінюється, а якість погіршується.

Забруднення нафти і нафтопродуктів відбувається в процесі їх видобутку, виробництва, транспортування, зберігання і застосування. Захист від попадання нафтопродуктів або освіти в них забруднень і очищення палив і мастил на кожному з цих етапів мають свої особливості, тому доцільно класифікувати забруднення у відповідності з названими етапами:

-- виробничі забруднення потрапляють у нафтопродукти або утворюються в них в процесі переробки нафти на нафтопереробних підприємствах, тобто в промисловій сфері;

-- операційні забруднення потрапляють в нафту і нафтопродукти або утворюються в них при нефтескладскіх і транспортних операціях, тобто у сфері нафтопродуктозабезпечення.

-- експлуатаційні забруднення виникають в нафтопродуктах або заносяться до них при експлуатації двигунів, машин, механізмів та ін пристроїв, в яких ці нафтопродукти використовуються, тобто у сфері діяльності споживачів нафтопродуктів.

Таким чином, необхідну чистоту нафтопродуктів можна забезпечити лише спільними зусиллями виробників, працівників системи нафтопродуктозабезпечення та персоналу, що експлуатує техніку.

Втрати нафтопродуктів від змішування, обводнення і забруднення виникають під час наливу в незачіщенние автомобільні цистерни (резервуари) з-під іншого нафтопродукту; під час наливу в автомобільні цистерни нафтопродукту з трубопроводу, по якому проводилася послідовна перекачування декількох марок нафтопродуктівбез застосування роздільників.

Забруднення нафтопродуктів механічними домішками відбувається в результаті попадання пилу і бруду з атмосфери, з погано зачищених автомобільних або залізничних цистерн, резервуарів і інших засобів, а також в результаті руйнування покриттів на внутрішніх поверхнях цистерн, корозії металевих поверхонь і окислення нафтопродуктів.

Слід відзначити, що в залежності від терміну та умов зберігання, транспортування та реалізації, якість нафти і нафтопродуктів (зокрема, автомобільних бензинів), як показують дослідження, може значно змінитися за показниками: густина, фракційний склад, вміст фактичних смол і ін Крім того, якість застосовуваних бензинів призводить до зміни складу відпрацьованих газів транспортних засобів.

В відпрацьованих газах двигуна внутрішнього згорання міститься понад 170 шкідливих компонентів, з них близько 160 - похідні вуглеводнів, прямо зобов'язані своєю появою неповного згоряння палива в двигуні.

Наявність у відпрацьованих газах шкідливих речовин обумовлено в кінцевому підсумку виглядом і умовами згоряння палива. Склад відпрацьованих газів залежить від роду застосовуваних палива, присадок та мастил, режимів роботи двигуна, його технічного стану, умов руху автомобіля та ін

Токсичність відпрацьованих газів карбюраторних двигунів обумовлюється головним чином вмістом окису вуглецю та окислів азоту, а дизельних двигунів - окислів азоту та сажі (табл. 2).

Перераховані хімічні елементи негативно впливають на дихальну та нервову систему людини, а також на рослини. Так при чисельності автомобілів в Московській області більше 2 млн. частка їм забруднення атмосферного повітря становить близько 60%, тому в зв'язку з постійним збільшенням парку автотранспорту і інтенсивності перевезень гостро постає питання щодо зниження його шкідливого впливу на стан навколишнього середовища.

Основні заходи щодо скорочення втрат нафтопродуктів вказані в таблиці 3.

Таким чином, нафтопродукти необхідно розглядати як:

• небезпечні речовини по ГОСТ ИСО 14123-1-2000, тобто хімічний агент, який являє собою небезпеку для здоров'я людини;

• вибухонебезпечні речовини по ПБ 09-540-03 - речовини (матеріали), здатні утворювати самостійно або в суміші з окислювачем вибухонебезпечну середовище;

• забруднюючі речовини за федеральними законами N 96-ФЗ і N 7-ФЗ - хімічні речовини або суміш таких речовин, які містяться в атмосферному повітрі та які в певних концентраціях роблять шкідливий вплив на здоров'я людини і навколишнє природне середовище;

• шкідливі речовини по ГОСТ 12.1.007-76 - речовини, які при контакті з організмом людини в разі порушення вимог безпеки можуть викликати виробничі травми, професійні захворювання або відхилення в стан здоров'я, які виявляються сучасними методами як у процесі роботи, так і у віддалені строки життя теперішнього і наступних поколінь.

На підставі вищевикладеного доцільно реформувати методологічну базу визначення втрат нафтопродуктів з метою забезпечення економічності і безпеки нафтогазового комплексу.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.securpress.ru/