Решетняк В.С., Рябенко А.В.,
Топоров А.А., Марьенков С.В. (ЗАО «Северодонецкий ОРГХИМ», ДонНТУ,
Северодонецк, Донецк, Украина)
В статье рассмотрены вопросы негативного влияния
нефтегазоперерабатывающих производств экологию мегаполисов. Описаны основные
факторы опасности объектов переработки углеводородных систем, их современное
состояние. Рассмотрены причины возникновения аварий и методы снижения уровня
опасности опасных промышленных объектов.
Переработка и хозяйственное применение углеводородных
систем определяют облик современной цивилизации. Производства по переработке
углеводородных систем играют ключевую роль в мировом топливно-энергетическом
комплексе и нефтехимии. Это неудивительно, так как наблюдаемая тенденция
последовательного увеличения удельного веса углеводородных систем в мировом
экономическом балансе — сложившаяся закономерность, и в обозримой перспективе
эта закономерность сохранится.
Для нефтегазоперерабатывающей промышленности
характерна высокая энергонасыщенность. Так, типовой нефтеперерабатывающий завод
(НПЗ) в зависимости от производительности по сырью сосредотачивает на своей
территории запас углеводородного топлива, эквивалентный 2-5 Мт тротила.
По некоторым данным в отечественной
нефте-газоперерабатывающей промышленности «выбрасывается» в атмосферу
около 0,45% перерабатываемого сырья, в то время как на Западе — 0,1%. Со
сточными водами нефтеперерабатывающих предприятий в водоемы поступает
значительное количество нефтепродуктов, сульфидов, хлоридов, соединений азота,
фенолов, солей тяжелых металлов, взвешенных веществ и др. На
нефтеперерабатывающих заводах, нефтебазах происходит загрязнение почвенного
слоя нефтепродуктами на значительную глубину, а в подпочвенных горизонтах
образуются линзы нефтепродуктов, которые с грунтовыми водами могут мигрировать,
загрязнять окружающую среду и создавать аварийные ситуации. На предприятиях
нефтеперерабатывающей промышленности ежегодно образуются миллионы тонн жидких и
твердых отходов, из которых 80% перерабатывается непосредственно на
предприятиях, а часть передается в другие отрасли. Распространенным видом
отходов являются нефтяные шламы, выход которых составляет 7 кг на 1 т
перерабатываемой нефти.
Специфика украинских НПЗ заключается в изношенности
производственных фондов, несоответствии качества нефтепродуктов международным
стандартам, низкой глубине переработки нефти — около 65%.
Не менее острые проблемы возникают при транспорте
нефти и газа на перерабатывающие заводы. На НПЗ нефть подается трубопроводным,
водным (танкеры, баржи) и железнодорожным (цистерны) транспортом. Наиболее
экономична транспортировка нефти по трубопроводам. Но при трубопроводной
транспортировке нефти возникают очень серьезные экологические проблемы. Нефть
транспортируется по трубопроводам диаметром 300-1200 мм, подверженным коррозии,
отложениям смол и парафинов внутри труб. По данным специалистов, абсолютное большинство
(89-96%) аварийных разливов нефти вызывают сильные и необратимые повреждения
природных биоценозов. При ликвидации последствий аварий на трубопроводах часто
используются приемы, которые еще больше усугубляют экологическую ситуацию.
Развитие городов и промышленных районов, а также
градостроительная политика последних десятилетий привели к тому, что
большинство предприятий по переработке углеводородных систем, включая
нефтеперерабатывающие и нефтехимические производства, оказались в черте
городских мегаполисов.
Ежегодно на предприятиях происходят аварии,
материальный ущерб от которых исчисляется сотнями миллионов долларов.
Современные технологии ведут к экологическим кризисам и катастрофам, если не
изменить подход к эксплуатации имеющихся и к проектированию новых производств.
Это особенно актуально, поскольку на отечественных
объектах по переработке углеводородных систем отсутствуют надежные системы
предотвращения и локализации аварийных ситуаций.
Даже, если учесть, что информация о части аварий
предприятия нефтегазового комплекса СНГ является неполной, имеющиеся цифры
говорят сами за себя. Ежегодно на предприятиях отрасли происходит порядка 50
крупных аварий и около 20 тыс. случаев, сопровождающихся значительными
разливами нефти, попаданием ее в водоемы, гибелью людей, большими материальными
потерями.
Основную опасность для промышленной территории
объектов нефтегазопереработки представляют аварийная загазованность, пожары и
взрывы. Из них пожары составляют 58,5% от общего числа опасных ситуаций;
загазованность — 17,9%; взрывы — 15,1%; прочие опасные ситуации — 8,5%.
Напомним, что па долю предприятий нефтегазоперерабатывающей промышленности
приходится почти половина выбросов пожаровзрывоопасных веществ в атмосферу.
Кроме того, с увеличением объемов производства, транспортирования, хранения и
потребления сжиженных углеводородных газов растет число пожаров отличающихся
большой длительностью, значительными людскими и материальными потерями.
Установлено, что крупные аварии и сопровождающие их
пожары и взрывы на производствах, связанных с переработкой углеводородного
сырья, в большинстве случаев происходят из-за утечек горючей жидкости или
углеводородного газа, возникающих в основном по следующим причинам:
— несовершенство проектных решений (3%);
— конструктивное несовершенство оборудования (5%);
— отступление от требований проектно-технической
документации (12%);
— дефекты изготовления оборудования и материалов
(16%);
— дефекты строительно-монтажных работ (21%);
— нарушение правил эксплуатации (27%);
— износ оборудования (11%);
— внешние природные и техногенные воздействия (5%).
Источниками воспламенения газовоздушных смесей на
открытых технологических установках являются:
— нагретая до высокой температуры поверхность
технологического оборудования (36,8%);
— открытый огонь печей (22,8%);
— электрические искры неисправного оборудования
(8,9%);
— открытый огонь при газоэлектросварочных работах
(8,8%);
— повышение температуры при трении (7,6%);
— самовоспламенение продуктов (7,5%);
— прочие источники (7,6%).
Наивысший уровень безопасности объектов
нефтегазо-переработки может быть достигнут именно на ранних стадиях жизненного
цикла (предпроектной, стадий проектирования, изготовления оборудования,
строительно-монтажных и пусконаладочных работ). Он закладывается в виде начального
(требуемого или желаемого) уровня безопасности объекта, присущего выбранному
исходному варианту системы переработки. На начальный уровень накладываются
уровни безопасности последующих стадий, которые в зависимости от принятых
проектных решений, направленных на повышение безопасности, с одной стороны, и
допущенных в ходе проектирования ошибок с другой стороны могут повышать или
понижать начальный уровень безопасности.
Ряд факторов, влияющих на безопасность объекта, связан
с качеством изготовления комплектующих объекта и материалов, необходимых для
его сооружения. Понижение безопасности объекта вследствие некачественного
изготовления комплектующих и материалов сложно учесть в процессе
проектирования. Особенно в случае применения новой техники, статистическая
информация, об эксплуатации которой отсутствует.
Ключевыми стадиями с точки зрения экологической
безопасности объекта являются стадии производства строительно-монтажных и
пусконаладочных работ. Согласно приведенной выше статистике большая часть потенциальных
аварийных ситуаций «зарождается» еще до ввода опасного объекта в эксплуатацию.
Основные причины существенного снижения начального
уровня безопасности объекта на доэксплуатационных стадиях жизни как правило
следующие:
— в большинстве случаев формальный подход к анализу
уровня безопасности и надежности объекта при проектировании;
— распределение ответственности за безопасность
объекта между субъектами хозяйственной деятельности – участниками
строительства;
— заинтересованность проектантов, изготовителей и
поставщиков оборудования и материалов, строительных и монтажных организаций в
сокрытии дефектов, допущенных по своей вине;
— неудовлетворительная координация действий участников
строительства при совместном производстве работ;
— в ряде случаев отсутствие у заказчика
квалифицированного персонала по надзору за строительством;
— производство работ в тяжелых природно-климатических
условиях;
— недостаточное использование отечественными
организациями современных стандартов и методов управления проектами строительства.
Для минимизации снижения начального уровня
безопасности объекта в период строительства и ввода в эксплуатацию необходимы
следующие мероприятия:
— всесторонний анализ уровня экологической
безопасности объекта при проектировании, что позволить исключить применение
проектных решений, понижающих безопасность, и предоставит достоверную
информацию специалистам, ответственным за качество строительства;
— постадийный мониторинг изменения начального уровня
безопасности объекта в комплексе с техническими и организационными
мероприятиями по управлению рисками;
— привлечение организации, проводящей независимый
технический надзор за соответствием строительно-монтажных работ нормативам по
безопасности, что исключит негативное влияние заинтересованных участников
строительства на качество строительства и позволит своевременно выявить дефекты
и нарушения;
— привлечение специализированных пуско-наладочных
организаций, что позволит выявить «узкие места» данного объекта и обеспечит
безаварийный ввод в эксплуатацию;
— внедрение современных стандартов и методов
управления проектами строительства, что обеспечит координацию участников
строительства при производстве работ, своевременное выполнение процедур
контроля качества.
Таким образом, для обеспечения современного уровня
экологической и техногенной безопасности нефтегазо-перерабатывающих
производств, расположенных поблизости мегаполисов, экономически наиболее
целесообразно применять мероприятия на стадии строительства и ввода в
эксплуатацию, для чего необходимо разработать соответствующее
научно-методическое обеспечение.
Список литературы
1 А.М.Козлитин, А.И.Попов Методы технико-экономической
оценки промышленной и экологической безопасности высокорисковых объектов
техносферы — Саратов: Саратовский государственный технический университет,
2000. – 216 с.
2 А.Н.Елохин Анализ управления рисками: Теория и
практика – М.: ООО «Полимедиа», 2002. – 192 с.
3 А.А.Абросимов, Экология переработки углеводородных
систем – М.: Химия, 2002. – 608 с.