Определение нефтепродуктв в объектах окружающей среды

РЕФЕРАТ

Курсовая робота на тему «Определение нефтепродуктв в объектах окружающей среды»: 55 страниц, 7 таблиц, 6 формул, 8 рисунков, 16 ссылок.

Целью работы является изучения влияние нефтепродуктов на окружающую среду.

В работе описаны характеристика нефти и нефтепродуктов, изучены источники загрязнения окружающейсреды нефтепродуктами,методика определения состава нефтей, рассмотрены возможные причины загрязнения объектов окружающей среды и предложены пути предотвращения этих загрязнений.

МИНЕРАЛЬНЫЕ УДОБРЕНИЯ, БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, ЭВТРОФИРОВАНИЕ, ЗАФОСФАЧИВАНИЕ, ДОЗА УДОБРЕНИЙ, БАЛЛАСТНЫЕ ВЕЩЕСТВА.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение

1. Характеристика нефти и нефтепродуктов
2. Источники загрязнения нефтепродуктами
3. Влияние загрязнения нефтепродуктов на окружающую среду

3.1 Загрязнение  водных ресурсов

3.2 Загрязнение атмосферы 
3.3 Загрязнение почвы и донных отложений

4. Методы анализа нефти и нефтепродуктов

4.1 Определение элементарного и группового состава

4.2 Хроматографические методы

4.3 Ультрафиолетовая и инфракрасная спектроскопии

 5. Пути снижения влияния нефтепродуктов на окружающую среду

Выводы

Перечень ссылок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Состояние окружающей среды в настоящее время является одной из тех проблем,  которые так или иначе затрагивают почти каждого человека.

Промышленное производство во всех странах мира непрерывно развивается. В связи с этим увеличивается количество потребляемых природных ресурсов и объем вредных выбросов, губительно воздействующих на биосферу.

Развитие производства невозможно без применения природных ресурсов. Ежегодно человечество расходует миллиарды тонн природных богатств – уголь, руду, нефть, строительные материалы, водные ресурсы.

Нефть и газ остаются главными природными источниками, удовлетворяющими потребности человечества в энергии. В мировых запасах горючих ископаемых нефть составляет 10 %, а уголь – 70 %. В настоящее время эксплуатируют около 10 – 15  % запасов разведанных угольных месторождений и около 65 – 70 % - нефтяных.

Установлено, что на каждого жителя планеты добывается порядка 20 т/год минерального сырья. При этом менее 10 %  сырьевых компонентов превращаются в продукцию, а остальные 90 % переходят в отходы.

Образующиеся отходы представляют большую опасность для природной экосистемы Земли.  Последствия этого воздействия сказываются не только на нашем поколении, но и могут сказаться и на будущем поколении, если мы не принимать какие-либо меры по  снижению последствий воздействия и самого воздействия. Поэтому, цель моей курсовой работы заключается в том, чтобы в комплексе показать воздействие нефтедобывающей промышленности на окружающую среду, последствия и меры борьбы с ними.

Задачами моей курсовой работы являются: рассмотреть воздействие  и последствия загрязнения нефтепродуктами  окружающей среды и показать возможные пути решения проблем, вызванных воздействием нефтедобывающей промышленности на окружающую среду.

1 ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТИ  И НЕФТЕПРОДУКТОВ

 

 Нефть - это природные маслянистые горючие жидкости со своеобразным запахом. Они обладают различной консистенцией – от легкотекучих до густых, малоподвижных. Цвет нефтей в большинстве случаев бурый и темно-коричневый (до черного), реже желтый и зеленоватый и совсем редко встречается почти бесцветная, так называемая «белая нефть». Цвет нефтей зависит от растворенных в них смол. Нефть представляет собой смесь жидких углеводородов (парафиновых, нафтеновых и ароматических), в которой растворены газообразные и твердые углеводороды. В незначительных количествах она содержит серные и азотные соединения, органические кислоты и некоторые другие химические соединения.

 

 

  Рисунок 1.1- Геологический разрез нефтеносной местности.

Нефть залегает в земле, заполняя пустоты между частицами различных горных пород (рис. 1). Для добывания её бурят скважины (рис. 2).

Рисунок 1.2 - Наклонное бурение скважин

 

Если нефть богата газами, она под давлением их сама поднимается на поверхность, если же давление газов для этого недостаточно, в нефтяном пласту создают искусственное давление путём нагнетания туда газа, воздуха или воды.

 

 Рисунок 1.3 - Нефть поднимается под давлением в пласт.

 

С физической точки зрения нефть рассматривается как раствор газообразных и твердых углеводородов в жидкости. Природная нефть, добываемая из недр Земли, всегда содержит некоторое количество растворенных в ней газов (попутные природные газы), главным образом метана и его гомологов.

В многокомпонентной системе нефтей содержится огромное число соединений. Жидкие углеводороды составляют примерно 80-90%, гетероорганические (содержащие серу, кислород и азот) — от 1 до 25% по массе. В состав нефти в небольших количествах входят металлокомплексные соединения (ванадиевые и никелевые).

Основным компонентом нефти являются углеводородные смеси — алканов (парафинов), циклоалканов, аренов также и наличие непредельных углеводородов в незначительном количестве.

Соотношение между группами углеводородов придает нефтям различные свойства и оказывает большое влияние на выбор метода переработки нефти и свойств получаемых продуктов.

Алканы и циклоалканы (парафины и нафтены). Общее содержание алканов и циклоалканов в нефтях равно 25-40%, в некоторых нефтях — до 70%.

Циклоалканы (циклопарафины, нафтены) содержатся во всех нефтях и входят в состав всех фракций. В среднем в нефтях различных типов обнаружено от 25 до 75% циклоалканов.

 Арены (ароматические углеводороды) содержатся в нефтях, как правило, в меньшем количестве, чем алканы и циклоалканы. Суммарное содержание аренов в нефтях равно 5-25%, в ряде ароматизированных нефтей это количество может составлять 25-35%.

Циклоалканоарены (нафтено-ароматические углеводороды). В отдельную группу выделяют достаточно широко представленные в нефти, особенно в высших фракциях, гибридные углеводороды — циклоалканоарены. В молекулах этих углеводородов содержатся конденсированные структуры из ароматических и нафтеновых 5-6-членных циклов. В высококипящих фракциях имеются структуры с 3-5 нафтеноароматическими циклами.

Гетероатомные соединения нефти. К гетероатомным компонентам нефти относятся сернистые, кислородсодержащие, азотсодержащие и высокомолекулярные (асфальто-смолистые) соединения, содержание которых колеблется от 5 до 20% масс.

Так ках нефть — это смесь углеводородов различного молекулярного веса, имеющих разные температуры кипения, то перегонкой её разделяют на отдельные нефтепродукты (рис. 1. 5) : бензин, содержащий наиболее лёгкие углеводороды, кипящие от 40 до 200°, с числом атомов углерода в молекулах от 5 до 11; лигроин, содержащий углеводороды с большим числом атомов углерода, с темп, кипения от 120 до 240°; керосин с темп, кипения от 150 до 310° и, далее, соляровое масло. После отгонки из нефти этих продуктов остаётся вязкая чёрная жидкость — мазут.

Наименьшую температуру застывания (до –80°С и ниже) имеют бензины, затем – в порядке возрастания этой температуры – располагаются керосины, легкие и тяжелые масла.

Рисунок 1.4 - Температура кипения     различных видов топлива,  получаемых из нефти.

Рисунок 1.5 - Важнейшие продукты, получаемые из нефти.

 

Бензин применяется в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания. В зависимости от назначения он подразделяется на два основных сорта: авиационный и автомобильный. Бензин используется также в качестве растворителя масел, каучука, для очистки тканей от жирных пятен и т. п. Керосин применяется как горючее для тракторов. Он используется также для освещения. Соляровое масло применяется в качестве горючего для дизелей.

Из мазута путём дополнительной перегонки получают смазочные масла для смазки различных механизмов. Перегонку ведут под уменьшенным давлением, чтобы снизить температуру кипения углеводородов и избежать разложения их при нагревании.

После перегонки мазута остаётся нелетучая тёмная масса — гудрон, идущая на асфальтирование улиц. Важнейшие продукты, получаемые из нефти, указаны в таблице (рис. 1.5.).

Из некоторых сортов нефти выделяют твёрдые углеводороды — так называемый парафин (идущий, например, на изготовление свечей) и смесь жидких углеводородов с твёрдыми — вазелин.

Кроме переработки на смазочные масла, мазут применяется в качестве топлива в заводских и паровозных топках, в которые ом подаётся при помощи форсунок. Большие количества мазута подвергаются химической переработке в бензин и другие виды топлива.

2 ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ  НЕФТЕПРОДУКТАМИ

 

 Сегодня нефть распространяется далеко за пределы промысла(перевозкой в цистернах и танкерах, перекачкой по трубопроводам), затемповсеместно перерабатывается на топливо и на многочисленные нефтепродукты.

Попадание нефти и нефтепродуктов в окружающую среду вызывает изменение физических, химических и биологических и характеристик природной среды обитания, нарушает ход естественны биохимических процессов.

При добыче углеводородного сырья на суше отрицательное влияние на окружающую среду выражается в следующем:

 
      - изъятие земельных ресурсов  для строительства объектов нефтедобычи; 
      - токсичность добываемого сырья; 
      - выбросы загрязняющих веществ  в атмосферу и сбросы жидких  отходов в поверхностные и подземные воды; 
      - извлечение с нефтью высокоминерализированных подземных вод и сброс их в природные водоемы; 
      - токсичность отходов бурения  и необходимость их захоронения; 
      - аварийные разливы нефти. 
      При добыче, переработке и транспортировке  природного газа наибольший вред окружающей среде наносится выбросами вредных веществ в атмосферу.

Нефтеперерабатывающие и нефтехимические предприятия  являются источником выделения в  атмосферу полиядерных ароматических углеводородов. Особенно это характерно для крекинга высококипящих продуктов, производства кокса и сажи.  [5, с. 25]

          На  нефтеперерабатывающих и нефтехимических  предприятиях основные источники организованных выбросов — дымовые трубы технологических печей, печей сжигания отходов, ТЭЦ, котельных; свечи газомоторных компрессоров, пароэжекционных установок, регенераторов катализатора, электрофильтров, окислительных кубов, хвостовых выбросов, циклонов, скрубберов, абсорберов, факела; вентиляционные трубы и аэрационные фонари производственных помещений, грануляционных башен, воздушки емкостей и аппаратов, диффузоры градирен. [5, с. 16]

Неорганизованные  выбросы — выбросы, образующиеся на открытых поверхностях очистных сооружений, выделяющиеся через неплотности  технологического оборудования, в местах складирования сыпучих веществ. К ним относятся и так называемые условно организованные выбросы из резервуаров, сливно-наливных эстакад, градирен.

Вредные примеси, выбрасываемые в атмосферу  предприятиями по производству продуктов из углеводородов нефти и газа, можно разделить на следующие группы: твердые частицы; кислые компоненты (оксид и диоксид углерода, диоксид серы, сероводород, оксиды азота): углеводороды и их производные, т. е. органические соединения.[ 5, с. 16] 

Выбросы нефтеперерабатывающих производств (иногда без очистки) являются источниками загрязнения окружающей среды. Причины выбросов — расположение технологического оборудования на открытых площадках, неполная его герметизация, неудовлетворительная работа очистных сооружении. [5,с. 7]

Большая доля выбросов приходится на автомобильный  транспорт. В выхлопных газах двигателей содержатся оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, оксиды серы, канцерогенные вещества (например, бензапирен), а также свинец, поскольку до сих пор применяется этилированный бензин. 

В атмосферу с выбросами попадают и отработанные минеральные масла, обладающие канцерогенным действием. 

Загрязнение воздуха диоксидом углерода от выхлопных  газов автомобилей, от факелов нефтеперерабатывающих заводов, горнометаллургических предприятий, от факелов нефтепромыслов создает «парниковый» эффект, в результате чего уменьшается рассеяние и отражение солнечного света, следовательно, возможен перегрев атмосферы. [5,с. 7]

Загрязнение атмосферы происходит в результате разгерметизации технологических аппаратов, трубопроводов, сальников насосов, емкостного оборудования, компрессоров, головок вакуумных фильтров, мешалок, задвижек, открытого дренирования воды, отбора проб, открытых люков. Интенсивными источниками загрязнения воздуха являются дыхательные клапаны резервуаров, аварийные клапаны, факелы. [4, с. 130]

Основными загрязнителями атмосферы при перегонке нефти являются дымовые газы из трубчатых печей. Выбросы от одной трубчатой печи составляют (кг/ч): пыль органическая - 5,3; диоксид серы- 900,9; оксид углерода - 32,9; оксиды азота - 50,2; углеводороды - 3,2.

Кроме того, в атмосферу поступают вентиляционные газы, содержащие аммиак и углеводороды, а также газы разложения, содержащие сероводород. [4, с. 124-125]

Однако  нефть и нефтепродукты и сами по себе, без их сжигания и переработки, сильно загрязняют биосферу, прежде всего  водоемы, как внутренние, так и  мировой океан. Причем скорость загрязнения  этими веществами непрерывно увеличивается. [6, с. 106] 
       Обычно  большие  количества нефтепродуктов попадают в воду в результате аварий на танкерах и буровых платформах, при сливах за борт, промывках резервуаров, а также со стоками с материков. Испаряясь с поверхности моря, компоненты нефти загрязняют атмосферу, а затем частично возвращаются в океан с дождями. Значительная их  часть (до 5 %) растворяется в воде, причем наиболее токсичные ароматические углеводороды растворяются лучше других компонентов, и их концентрация в морской воде через 5 суток может достигать более 7 мг/л [7, с. 11]