Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Шығыс-Қазақстан облысы Бағыты: Таза табиғи орта – «Казахстан -2030»



Дата17.04.2016
өлшемі274.18 Kb.
Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі

Шығыс-Қазақстан облысы

Бағыты: Таза табиғи орта – «Казахстан -2030» стратегиясын іске асырудың

негізі.



Секциясы: Химия


Тақырыбы: Судың деэмульсация әдістері

Авторы: Семей қ. физика-математикалық бағытындағы «Назарбаев Зияткерлік мектебінің» 11 «В» сынып оқушысы

Нуркасимова Махаббат




Жетекшісі: Семей қ. физика-математикалық бағытындағы «Назарбаев Зияткерлік мектебінің химия пәні мұғалімі

Бекжанова Гульнара Кокешевна



Кеңесшісі: Шәкәрім атындағы Семей Мемлекеттік Университеті химия кафедрасының аға-оқытушысы

Калиясқарова Бибигуль Аниевна



2010 жыл

Мазмұны
Кіріспе

1.Теориялық бөлім

1.1. Су мен мұнайдың эмульсиялары. Эмульгаторлар.

1.2. Эмульсиялардың дисперсиялығы.

1.3. Деэмульгаторлар және олардың сипаттамасы.

1.4. Мұнайды тұзсыздандырудың негізгі әдістері.
1.5. Деэмульсацияның әдістері.

1.5.1 .Механикалық әдістер.


1.5.2. Физика-химиялық әдістер.

1.5.3. Электрлік әдістер.

1.6. Ертіс өзені өңіріндегі аэрация зоналарының және жер асты суларының ластануы.

1.7. Жер астындағы «керосинді көлді» жою үшін жүргізілетін шаралар.



2.Зерттеу бөлімі

2.1. Жерасты судың сынамасын алу.

2.2. Керосинмен ластанған судың физикалық қасиеттерін зерттеу.

2.3.Зерттелінетін судың тұтқырлығын анықтау.

2.4. Центрифугерлеу әдісі арқылы деэмульсация.

2.5. Адсорбция әдісі арқылы деэмульсация.



3. Қорытынды

4. Қолданылған әдебиеттер тізімі

5. Қосымша

Кіріспе
Мұнай және мұнай өнімдерімен ластаушы негізгі қайнар көздер өндіруші кәсіпорындар, тасымалдау және қотару жүйелері, мұнай терминалдары мен мұнай базалары, мұнай өнімдерінің қоймалары, теміржол транспорттары, өзен және теңіз мұнайаливтік танкерлер, автокөліктерге қызмет ететін комплекстар мен станциялар болып табылады. Жеке объектілерде жиналған мұнай өнімдерінің қалдықтары мен мұнаймен ластанған жерлердің көлемдері ондаған және жүздеген кубметрлерді құрайды.

Көбінесе жер асты суларын мұнай өнімдері ластайды. Олар ерітінділерде эмульденген немесе еріген күйде болып, ерітінділердің бетінде қалқып жүретін қабат түзе алады.

Берілген зерттеудің негізгі мәселесі судан мұнай өнімдерін, оның ішінде керосинді бөліп алудың әр түрлі әдістерін зерттеу болып табылады.

Зерттеу объектісі - Семей қаласының бұрынғы аэропорт районындағы авиакеросинмен ластанған жер асты сулары.

70 - жылдары Қорғаныс Министрлігінің әскери бөлімінің шаруашылық әрекетінен Ертіс өзенінде қоршаған табиғи ортаға және Ертіс өзенінің ауыз суын пайдаланатын тұрғындар денсаулығына қауіп тудыратын апатты экологиялық қауіптілік туды.

1990-1992 жылдары әскери бөлімшелердің дисклокация аудандарында жүргізілген гидрогеологиялық зерттеулер бойынша жалпы көлемі 5 шаршы километр болатын 6460 тонна авиациялық керосиннің жер астына жиналғаны белгілі болды.

Жер асты суларынының авиакеросинмен ластануы қазіргі кезде экология саласының басты мәселелерінің бірі және ол БҰҰ Бас хатшысының баяндамасына "Қазақстандағы Семей өңірінің халқы мен экологиясын оңалту және экономикалық дамыту мақсатында халықаралық ынтымақтастық пен жұмыстарды үйлестіру" туралы 53 сессияна енгізілген.

БҰҰ-ның материалдық көмек көрсетуге ұсынған шаралар кешеніне «1,9 млн. АҚШ Долларымен авиациондық базаларды төгілген жанармайдан тазарту» жобасы кірді.

Табиғи ресурстар мен қоршаған ортаны қорғау Министрлігі 2000 жылы бағдарламаға «Семей қаласының керосинді суларын тазарту мақсатында жабдықтардың құрылысына қатысу» туралы 57 жоба енгізді.

Жер асты суларынан керосинді жою мақсатында жауапты кәсіпорындар жүйеден мұнай өнімдерін шайқау үшін бірқатар жұмыстар жүргізді.Бірақ бұл мәселе әлі де өз шешімін таппаған. Осыған байланысты әдебиеттер мен ақпараттарға сүйене отырып, сонымен қатар қалыптасқан жағдайды зерттей келе бұдан бұрын су – керосин эмульсияларына рационалды түрде қолданылуды қажет ететін реагент – деэмульгаторлар мен құрылғыларды жұмыс барысында пайдалану үшін жасалған әдістерге және оларды ары қарай дамытуға үлкен қызығушылық туындады.

Жоғарыда айтылып кеткен себептерге байланысты ғылыми жұмыстың мақсаты берілген аймақтағы жер асты суларын деэмульсациялау әдістерінің әр түрлі комбинацияларын зерттеу және өңдеу болып табылады.

Талаптар:


- әр түрлі сатыдағы жер асты суларының күйлерін талдау;
- судың сынамаларына іріктеу жасап, оның физикалық қасиеттерін зерттеу;
- судан керосинді бөліп алудың ең қолайлы әдістерін таңдау;
- тәжірибе жасау;

- сәйкесінше қорытынды жасау.



1.Теориялық бөлім
1.1. Су мен мұнайдың эмульсиялары. Эмульгаторлар.

Ғылыми - техникалық әдебиетте эмульсия ұғымының бiрнеше анықтамалары бар, бiрақ жұртқа белгiлi келесi болып табылады: эмульсия дегеніміз - диаметрі 0.1 мкм - ден асатын бір сұйықтықтың ұсақ тамшыларының екінші сұйықтыққа дисперсияланған екі араласпайтын немесе аз араласатын сұйықтықтардан тұратын гетерогендік жүйе. Ал бұдан да майда бөлшектерден тұратын дисперсиялық жүйе коллоноидтық ерітіндіге жатады.

Эмульсиялар бөлшектері кәдiмгi оптикалық микроскопта көрiнетiн микрогетерогендi жүйелерге, ал коллоидтық ерiтiндiлер бөлшектері кәдiмгi микроскопта көрiнбейтін ультрамикрогенді жүйелерге жатады. Олардың табиғаттары бір-бірімен жақын болғанымен, физика - химиялық қасиеттері әр түрлi және олардың дисперсиялықтарына маңызды түрде тәуелдi болады. Эмульсия түзілу барысында үлкен дисперсиялық фаза беті қалыптасады. Осылайша, 1% - жоғары дисперсиялы эмульсия суының бiр литрiндегi глобулалардың саны триллиондармен саналса, беттiң жалпы ауданы – ондаған квадрат метрлермен саналады. Мұндай үлкен метафазалық бетте эмульсияны тұрақтандыратын көптеген заттар адсорбциялана алады. Бұл заттар эмульгаторлар деп аталады.Олар фазалар бөлiмiнiң шекарасында адсорбцияланып, метафаздық беттік керілісті төмендетеді, демек жүйенiң еркiн энергиясын азайтады және оның тұрақтылығын жоғарылатады.

Эмульгаторларды мұнай эмульсияларынан бөліп алудың соны әдісін алғаш қызметтестерімен В.Г.Беньковский жасаған. Олар эмульгаторларды түркмен және мангышлак мұнайының эмульсиясынан бөліп алып, олардың құрамы мен қасиеттерін зерттеген. Соңыра бұл әдiсті пайдаланып көптеген зерттеушiлер әр түрлі жерлердегі мұнайларды зерттеп, олардың құрамындағы эмульгаторларды бөліп алды.

Әр түрлі үйектілікті еріткіштерді қолданып, шайыртастақтардың бөліну және мұнайдың фракцияларға экстракциялық ажырау әдістері жасалған. Эмульсиялардың негiзгi эмульгаторлары мен стабилизаторлары мұнайдың жоғары молекулалық қосылыстары (шайыртастақтар, шайыр және байсалды парафиндер) мен жоғары дисперсияланған қатты минералды және көмірлі бөлшектер болып табылатындығы тәжірибе жүзінде анықталған.

Эмульгаторлар экстракциялы әдiспен мынадай фракцияларға бөлiнген: парафиндер, шайырлар, шайыртастақтар, балқу температурасы жоғары заттар мен қатты минералды және көмірлі бөлшектер.

Қазіргі инструментальді әдістермен шайырлар және шайыртастақтардың құрамдарын зерттеу нәтижелері бұл заттардың күкiрт және азотпен гетероциклдер құрайтын полициклдік конденсацияланған қосылыстар екендігін көрсетті. Шайырлар және шайыртастақтардың құрылымдық бiрлiктері гетероциклдері бар конденсацияланған бензин сақиналары болып табылады. Түзілетін эмульсиялардың тұрақтылығы мұнайдағы эмульгаторлар (шайыртастақ, шайыр және т.б.) концентрациясына тәуелді болумен қатар, мұнай құрамында парафиндік және ароматтық көмірсутектердің, сонымен қатар дефлонулирундік әсері бар заттардың болуымен ерекшеленетін коллоидтық күйлеріне де тәуелді деп есептелінеді.

Дәл осылай, эмульгаторлар ретінде парафиннің микрокристалдары мен жоғары дисперсиялы минералды және көмiртектi бөлшектер де қолданылады. Қатты бөлшектермен стабилизацияланған эмульсиялардың тұрақтылығы оны май немесе сумен ылғалдандыру жұмысымен және олардың бөлшекке (екi сұйық фазалардың шекарасында) әсерімен байланысты.


1.2.Эмульсияның дисперсиялығы.

Эмульсияның дисперсиялығы деп дисперсиялы ортадағы дисперсия фазасының үгілу дәрежесін білеміз. Дисперсиялық - эмульсияның қасиетін анықтайтын маңызды сипат. Эмульсияның дисперсиялығы 3 өлшеммен сипатталады: тамшылар диаметрі D=1/d, тамшылар диаметрінің кері өлшемі (көбінесе дисперсия деп аталады) және салыстырмалы фазааралық бет, яғни глобулалар беттерінің қосындысының жалпы көлеміне қатынасы. Бұл көрсеткіштердің барлығы бір-бірімен байланысты.

Салыстырмалы фазалық бет қаншалықты көп болса, эмульсияның тұрақтылығы да , су глобуласындағы қорғаушы қабатты бұзуға арналған деэмульгатор шығыны да көп болады.
1.3. Деэмульгаторлар және олардың сипаттамасы.

Деэмульгатор су мен мұнайдың (мұнай өнімдерінің) қосылуынан пайда болған эмульгаторларды бұзу үшін қолданылатын химиялық реагент.

Әрекет етудің механизмі: шайыртастақ және табиғи ББЗ сияқты стабилизаторларды фазааралық кеңістікке енгізу және ығыстыру, осылайша беттік керілу мен, сәйкесінше, микроэмульсияны бұзуда өзгерістер пайда болады. Деэмульсация дегеніміз- мұнай мен су байланыстарының бұзылып, бір-бірінен ажырау процесі. Ең әсерлі деэмульсация үшін шаралар кешенін қолдану қажет, оның ішінде деэмульгатор мен қыздыруды пайдалану (әр турлі жылу қондырғыларын қолданумен), тұндыру (арнайы тұндыру немесе аралық сақтау сыйымдылығы), электрлік және электростатикалық өріс әсері, импульсті әсерлер, арнайы ұсақ саңылаулы материалдар аркылы фильтрлеу бар.

Ең әсерлі кешенді деэмульсацияның мысалы ретінде дозатор арқылы ағынға енгізілген деэмульгатор мен эмульсияны араластыру кезінде жүзеге асатын құбырішілік деэмульсацияны алуға болады.Одан кейін АСТҚ-да эмульсияның жылуы және тұнуы өтеді. Деэмульсацияның тағы бір түрі - көбікті деэмульсация, яғни сулы ортада дисперсияланған деэмульгатор мен эмульсияны көбіктендіру.


1.4. Мұнайды тұссыздандырудың негізгі әдістері.

Тұссыздандыру әдістерінің жалпы сипаттамасы.

Мұнайды деэмульсациялау мен тұзсыздандыру үшін көптеген әдістер қолданылады. Әдістер көптігінің бір себебі - эмульсиялардың сапасы жағынан көптүрлілігі. Мысалы, олардың бірі оңай тұнса, екіншілері мүлде тұнбайды, бірақ химиялық жолмен ыдырайды, ал үшіншілері электрогидратация арқылы және т.с.с.

Екінші себеп, көбінесе деэмульсия әдісін таңдауға қатысты, зауыттар мен кәсіпорындардың жергілікті шарттары болып табылады.

Зауытта жоғары немесе төменгі дәрежеде эмульсияны бұзу қабілеті бар қандай да бір эмульсия қалдығы бар болған жағдайда, толығымен қанағаттандыратын нәтиже бермесе де, деэмульсациялау үшін көп жағдайда қолданыла береді. Керісінше, жоғары нәтиже беретін, бірақ алыс жерден тасымалдауды қажет ететін деэмульгаторларды қолданудан көп жағдайда жақсы қамтамасыз етудің кепілдігі жоқтығынан бас тартады. Сондай-ақ зауытта немесе кәсіпорында тұщы су жоқ болған жағдайда сумен шаюды керек ететін тұссыздандырудың әдістерінен бас тартуға тура келеді.

Бұл айтылған мәселелерден эмульсияға қолданылатын барлық немесе көп жағдайлар үшін жалғыз әмбебап әдістің жоқ және ондай әдістің бола алмайтындығы туралы пікірлер туындайды.

Мұндай пікірлерді ескірген деп санаған жөн. Көптеген бар ақпараттар мен кейбір жоғары әсерлі деэмульгаторларды қолдану нәтижелерін негізге ала отырып олардың көмегімен кез келген эмульсияларды бөлу мүмкін деп есептеуге болады. Жеткілікті түрде жоғары минерализациялау үшін эмульсиялы суды тым болмаса 0.1 %-ға дейін бөлу керек. Мұнайдың құрамында қарапайым әдіспен тазартылмайтын құрғақ тұздар болса, жағдай одан әрі қиындайды. Сондықтан да мұндай жағдайларда өзіндік тұзсыздандыру жасау үшін қосымша мұнайды сумен жуу операцияларына жүгінуге тура келеді. Осы мақсатта қандай да бір әдіспен деэмульсацияланған мұнай қайтадан тұщы сумен эмульсацияланады.Нәтижесінде алынған эмульсия тағы да қайтадан сол әдіспен бөлінуге ұшырайды.
1.5.Деэмульсация әдістері.

Барлық деэмульсация әдістерін үш топқа бөлуге болады:


1.Механикалық әдістер.
2. Физика-химиялық әдістер.
3. Электрлік әдістер.
1.5.1. Механикалық әдістері.
Бұл топқа табиғи жолмен бөліну немесе қорғаныш пленканы механикалық жолмен бұзу әдістері жатады.

Су-керосин эмульсиялары біршама тұрақты жүйелер болып келеді, сондықтан олар тек ауырлық күшінің әсерінен бөлуге болмайды.Оларды бұзу үшін мұнайдағы дисперсияланған су тамшыларының соқтығысуы мен қосылуына жағдай жасайтын шарттар қажет. Су тамшыларының жақындасуы олардың қосылуына қалай әсер етсе, тамшылардың эмульсиядан бөлінуі де олардың мұнайда орын ауыстыруына солай әсер етеді. Неғұрлым тамшылардың қалыптасуына қолайлы жағдай туындаса, соғұрлым эмульсия оңай бұзылады. Сондықтан да мұнайдағы су тамшыларының қозғалыс жылдамдығы тәуелді болатын факторларды қарастырайық.

Қандай да бір күштің әсеріне ұшыраған тамшы алдымен жылдам қозғалады, себебі оған әсер ететін күш үйкеліс күшіне қарағанда артығырақ болады. Қозғалыс жылдамдығы артқан сайын үйкеліс жылдамдығы да артып, белгілі бір жылдамдыққа келгенде екі күштер өзара теңеседі, яғни тамшы жылдамдықтары да өзара тең болады. Бірінші жақындасуда тамшы сфералық пішінді болады деп алып, Стокс формуласын қолданайық. Бұл формула бойынша :

U=F/6пnr (1)

Мұндағы, F – күш, n - сұйық ортаның тұтқырлығы, U - бірқалыпты қозғалыс жылдамдығы және r – тамшы радиусы.

Сонымен қатар сфералық пішінді тамшының тұну жылдамдығын мына формула бойынша есептеуге болады:

U=4/3 r3(p-d)g/6 nr=2/9 r2(p-d)g/n (2)

Мұндағы 4/3 r3 - тамшы көлемі, p d сейкесінше су мен мұнай тығыздығы, g – еркін түсу үдеуі.

(2) формуладан мұнайдағы су тамшыларының тұну жылдамдығы олардың радиустарының квадратына , су мен мұнай тығыздықтарының айырмасына, еркін түсу үдеуіне тура пропорционал, ал мұнай тұғырлығына кері пропорционал екндігін көруге болады. Бұдан егер тамшы мөлшері және су мен мұнай тығыздықтарының айырмасының шамалары аз , ал мұнай тұтқырлығы көп болса, онда тамшылардың бөліну жылдамдығы төмен болады. Керісінше, тамшылардың мөлшері көп, ал тұтқырлық төмен болса, онда эмульсия өте жылдам өтеді.

Тұзсыздандыру және сусыздандыру процестерінде эмульсияларды бұзу үшін тұндырумен қатар, эмульсияны қыздыру, деэмульгаторларды қосу, электрөңдеу және араластыру әдістері қолданылады.


1.5.2.Физика-химиялық әдістері.

Бұл топқа әр түрлі реагенттер-деэмульгаторлар жатады, олар эмульсиялардың пленкаларына немесе су бөлшектеріне әсер етеді. Кейбір деэмульгаторлар эмульсиялардың ыдырауына әсер етіп, олардың көбі өнеркәсіптік жағдайларда деэмульсация мен тұзсыздандыру үшін кең қолданылады.

Деэмульгаторлардың кең таралуына қарай басқа әдістермен салыстырғанда жетістіктері көп. Негізгі жетістіктерінің бірі - деэмульгаторлардың қарапайым қолданылуы. Кейбір, әсіресе тиімді препараттарға қажетті құрал-жабдықтары сақталады. Осы қатармен мұнайдың тұзсыздандыруы және сусыздандыруы жақсы нәтижелерге жетеді ( сумен жумағанда да).

Мұнайды дайындағанда және оны өңдегенде мұнай эмульсияларының ескіруі өте маңызды, себебі жаңадан шыққан (түзілген) эмульсиялар өте оңай бұзылады.

Эмульсияның ескіру процесін төмендету немесе тоқтату үшін (егер олардың түзілуінің алдынан өтуге мүмкіндік болмаса) мысалы деэмульгаторды скважинаға беру, онда мүмкіндігінше тез арада эмульсияларды тиімді деэмульгаторлармен араластыру қажет. Деэмульгатордың жоғары саяз белсенділігі бар: судың глобуласының бетінде ол гельтәрізді қабатының бұзылуына әсер етіп қана қоймай, оның алдағы тұрақтылығына да әсер етеді. Сондықтан деэмульгатор қатысында сусыздандыру процесінен кейін қалған жоғары дисперсиялы эмульсияның ескіруі, баяулауы немесе толығымен тоқталуы мүмкін. Бұл мәселе ары қарай мұнайды тұздардан толығымен тазарту үшін өте маңызды.

Өнеркәсіптік тәжірибе бойынша мынандай қорытындыға келуге болады: құрамында аз мөлшерде эмульсияның ескіру кезеңінен өткен жоғары дисперсиялы суы бар мұнайды бүгінде белгілі әдістер арқылы толығымен тұзсыздандыру мүмкін емес. Сондай-ақ мұнайкәсіпте деэмульгатор қатысымен мұнай терең сусыздандыру мен тұзсыздандыруға ұшырайды. Термохимиялық деэмульсация кезінде мұнайды 30-60 0С-қа дейін аздап қыздырады.

Деэмульгаторлар ретінде қолданыла алатын химиялық заттар: неоногенді, катионды және анионды саяз-белсенді қосылыстар.

Қазіргі уақытта шетелде және бізде неоногенді жоғары әсерлі деэмульгаторлар кеңінен қолданылады.

Жаңадан шыққан әсерлі неоногенді деэмульгаторлар химиялық табиғатына қарай полиглинольді эфирлер немесе блоксополимерлер болып келеді.

Этилендиаминнің, пропиленгликольдің негізіндегі этиленнің, пропиленнің, бутиленнің оксидтері және молекулалық массалары 2500-6000 құрайтын басқа да қосылыстары және көптеген деэмульгаторлар - көбінесе төмен қатаятын заттар, сондықтан да олар органикалық еріткіштердегі ерітінділер түрінде немесе суметанолды қоспасы түрінде шығарылады.

Кейбір деэмульгаторлар суда жақсы ериді, ал кейбіреулері сумен кері типті эмульсия түзіп мұнайда ери алады. Сулы ерітінділерінде неоногенді деэмульгаторлар әлсіз сілтілік немесе бейтарап реакцияларды көрсетеді, бірақ тұздармен, қышқылдармен және әлсіз сілтілермен әрекеттеспейді.

Деэмульгаторларды 2000С-қа дейін қыздыру және суыту олардың деэмульдеуші қасиеттеріне қатты әсер етпейді.

Қазіргі заманда неоногенді деэмульгаторлардың диссольвано түрі деэмульдеуші қасиеттері бойынша әмбебап болып саналады және мұнайдың барлық типтеріне қолданылады. Проксонол, проксомин деэмульгаторлары көптеген импортты деэмульгаторлар сияқты, мысалы диссольван-441, оларды қолдануға ыңғайлы болу үшін метанол мен судың қоспасында 50-65% болуы керек. Дипроксомин 157 - салқындау температурасы 38 0С болатын сұйық зат , сондықтан ол еріткіштердің көмегінсіз қолданыла береді.

Сепарол, диссольван, оксайд, прогелит сияқты импортты дионогенді деэмульгаторлар құрамдарына қарай ұқсас және алькилеп оксидтерінің блоксополимерлері болып келеді. Дәл осындай қосылыстардың класына проксинол, проксоми және дипроксоми деэмульгаторлары жатады.


1.5.3.Электрлік әдістер.

Эмульсияларды электрлік әдіспен бөлу, бұл мақсатқа қажетті құрылғылардың жеткіліксіздігіне қарамастан, кең таралған.

Электрлік бұзу әдісі В/Н типті мұнай өнімдерін қышқыл және сілті ерітінділерінен тазарту (электрофайнинг), сонымен қатар мұнайды тұссыздайтын және өңдейтін зауыттар мұнайында қолданылады.

Электрлік әдістерді мұнайкәсіптік зауыттарда қолданылады. Процестің негізгі технологиялық көрсеткіштері : температура, қысым, дегидраттардың салмағы, деэмульгатордың шығыны; ал өте маңызды технологиялық факторы тұзсыздандыру сатыларының саны болып табылады.

Температура - тұзсыздандыру процесінің ең маңызды көрсеткіштерінің бірі. Мұнайды қыздыру оның тұтқырлығын төмендетуге мүмкіндік береді, ал ол өз кезегінде мұнайдағы су тамшыларының қунақылығын арттырып, орын ауыстырулары мен сегментациясын жылдамдатады. Сонымен қатар мұнайды қыздыру кезінде ондағы гидрофобты пленкалардың ерігіштігі артады. Тұзсыздандыру процесі кезінде температураны жоғарылатса, мұнайдың электрөткізгіштігі және электр энергиясының шығыны артады.

1.6. Жер асты суларының авиокеросинмен ластануы.

Көптеген технологиялық және авариялық авиакеросин ағуының нәтижесінде (өткен жүзжылдықтың 40-жылдарының аяғынан бастап) Семей қаласы авиаотрядының қоймасы мен екі әскери бөлімшелерінің территорияларында Ертіс өзені өңіріндегі аэрация зонасының және жер асты суларының ластануы болды. Сондай-ақ жер бетінен 3-4 м тереңдікте ірі авиажанармай линзасы қалыптасты.

Мұнай өнімдерімен ластану - маңызды экологиялық мәселе. Себебі ластану жылдан-жылға ұлғайып, адамдардың денсаулығына, өсімдіктер мен жануарлар дүниесіне кері әсерін тигізеді. Мұнай өнімдері – өте улы заттар және олардың әсері ұзақ уақыт жойылмайды. Жер асты суларына 1 м3 мұнай өнімдері қосылса, ластану жерінің көлемі 5000 м2, ал әсер ету уақыты жүздеген жылдармен есептеледі.

Семей ауданындағы керосиндік линзаның қалыптасуы сияқты жағдайлар қазіргі кезде кең таралған.


1.7. Жер астындағы «керосинді көлін» жою үшін жүргізілетін шаралар.
ТУ «Востказнедра» мамандары ТОО «Семей гидрогеология» гидрогеологтарымен бірге жұмыс жасап «керосин көлін» зерделеп шыққан. Ластану ошағында бақылау жұмыстары 1999 жылы (қараша) тоқтатылған.

70 - жылдары Қорғаныс Министрлігінің әскери бөлімінің шаруашылық әрекетінен Ертіс өзенінде қоршаған табиғи ортаға және Ертіс өзенінің ауыз суын пайдаланатын тұрғындар денсаулығына қауіп тудыратын апатты экологиялық қауіптілік туды.

1990-1992 жылдары жүргізілген гидрогеологиялық зерттеулерде әскери бөлімнің дисклокация аймағында жалпы 5 шаршы километр ластану алаңы мен жер асты горизонттарында 6460 тонна авиациялық керосиннің жиналғандығы анықталды.

1995 жылы екінші рет «Семейгидрогеология» акционерлік қоғамымен жүргізілген гидрогеологиялық зерттеулердің нәтижесінде жер асты суларының ластану алаңы 10-15 шаршы метрге жеткені белгілі болды.

Жер асты суларының авиакеросинмен ластану жағдайы экология саласында маңызды мәселелердің бірі болып шығарылып, «Қазақстандағы Семей аймағын экономикалық даму және экология мен тұрғындарды ақтау мақсатында координациялық шаралар және халықаралық ынтымақтастықтың» 53 сессиясына БҰҰ бас секретарінің баяндамасына енгізілген.

БҰҰ ұсынылған материалдық көмек үшін кешенді шараларда қоршаған ортаны қорғау саласындағы маңызды мәселелердің біріне «1,9 млн. АҚШ долларына төгілген жанармайдан авиациялық базаны тазарту» жобасы енгізілген.

Қоршаған ортаны қорғау және табиғи ресурстар Министрлігі 2000 жылы 57 бағдарламасына «Семей қаласының керосин құрамды суларын тазарту бойынша қондырғының құрылысына қатысу» жобасын енгізді, бұл тендерді Алматы қаласындағы «Қазба» консалтингті орталық ұтып алды. КазГИДЕК жобалық – сметалық құжаты дайындалып, жобалық іздестіру жұмыстары (ластанған жерлерде гидрогеологиялық зерттеулер, бұрғылау жұмыстары) атқарылды. Жоба қоршаған ортаны қорғау және табиғи ресурстар Министрлігінің мемлекеттік- экологиялық сараптамасының оң қорытындысын алды.

1995-1996 жылдары керосин қабатының қалыңдығы 0.01- 1.45 м болды. Соңғы кездегі бақылаулардың нәтижелері бойынша керосин қабатының қалыңдығы 0.65 м құрайды.

2001 жылы Қоршаған ортаны қорғау және табиғи ресурстар министрлігінің «Семей қаласының керосин құрамды суларды тазарту бойынша қондырғының құрылысына қатысу» 57 бағдарламасы бойынша тендер негізінде 16,6 млн. теңге кіші бағалық ұсыныспен Астана қаласының «Кесертке» ЖШС 28.05.01 ж. №134 келісім шартпен анықталды. Кәсіпорынмен жер асты суларын оқшаулау және жою бойынша жұмыс жобасы дайындалып, қоршаған ортаны қорғау және табиғи ресурстар Министрлігінің мемлекеттік – экологиялық сараптамасының № 09-28-03 оң қорытындысын алды.

Кәсіпорынмен жалпы 74 п.м метражбен 13 саңылау (үш саңылау 800 мм. диаметрімен, жеті саңылау 219 мм. диаметрімен және үш саңылау 168 мм. диаметрімен) бұрғыланды. Бұрғылау жұмыстары «Инжгео» ЖШС мердігерлік қоғаммен жүргізілді. № 54385 әскери бөлімінде желілі темір бетонды тазалау қондырғылары салынды, керосин құрамды сулар үшін 3 болатты сыйымдылық (60 метр куб жалпы көлемімен) алынып, жөнделді. 30 тонна керосинді эмульсия тартылды.

Осы жобаның техника – экономикалық негізінде қаржыландыру сауалдары «Мемлекеттік инвестициялық жобалардың техника – экономикалық негізінде сараптаманы дайындау және жүргізу» 004 бюджеттік бағдарламасы бойынша қаржыландыруды анықтауда ұсыныстарды қарастыру кезінде 2004 жылдың 1 шілдесінде мемлекеттік бюджеттік комиссияның 16 отырысында шығарылған.

Мемлекеттік бюджеттік комиссияның шешімімен «Семей қ. авиациялық керосинмен жер асты суларының ластануын жою жобасын іске асыру» ТЭН жобасы дайындауда 2,5 млн. теңгеге қаржыландыру мақұлданған.

2005 жылы мемлекеттік бюджет қаражатынан техника-экономикалық негіздеу (ТЭН) жобасын дайындау үшін 2,5 млн.теңге бөлінді. Шығыс Қазақстан облысы аумақтық қоршаған ортаны қорғау басқармасымен тендер жүргізілді. Тендерді Өскемен қаласындағы «Есо Аіr» өндірістік кооперативі ұтып алды. Кәсіпорынмен ТЭН дайындалды. 2005 жылдың желтоқсан айының соңында қоршаған ортаны қорғау Министрлігіне мемлекеттік экологиялық сараптама өту үшін жіберілді.

Мемлекеттік экологиялық сараптаманың оң қорытындысы алынды. Қазіргі уақытта ТЭН экономика және қаражаттық жоспарлау Министрлігінде орналасқан.

2008-2015 жылдары Шығыс Қазақстан облысын дамыту стратегиясында су объектілерінің ластану деңгейін азайту 3,4 бөлімінің 1 тармағында 2008-2010 жылдар аралығында 195,5 млн. теңге көлемінде Семей қаласының жер асты суларының авиакеросинмен ластануын жою туралы енгізілген. Бірақ, табиғат қорғау бағдарламаларын қаржыландыру бойынша департаментінің ақпараты бойынша 2008 жылы жер асты суларын авиокеросинмен ластануын жоюға қаржы қарастырылмады.

ШҚ Семей қаласының ГУ «Ертіс экологиясының департаменті» филиалы бірнеше рет жер асты суларын ластау көздерін жою мәселесін көтерген. «Қазақстан экологиясы» Мемлекеттік бағдарламасының жоспары бойынша 2010 – 2020 жылдарында « ШҚО Семей қаласындағы жер асты суларының авиакеросинмен ластануын жоюына» Республикалық бюджеттен 2013 жылға – 114,7 млн. тенге, 2014 жылға – 80,8 тенге бөлу қарастырылған.



2.Зерттеу бөлімі.
2.1. Жер асты судың сынамасын алу.

Сынама – үздіксіз немесе ағымдағы түрде алынатын судың белгілі бір бөлігі. Сынама алынуы - бұл судың әр түрлі сипаттамаларын және қасиеттерін анықтау үшін қажетті судың белгілі бөлігін алу процесі.

Сынама жылдың көктем мезгілінде алынған. Талдау жасау үшін сынаманың көлемі 1,5 - 2литрге дейін болуы қажет. Сынама пластмассалық ыдысқа салынған болатын.
2.2. Керосинмен ластанған жер асты судың физикалық қасиеттерін зерттеу.
Барлық физикалық қасиеттерінен тек ғана температура, судың иісі және түсі анықталған. Себебі олар - судың сапасын сипаттайтын негізгі маңызды қасиеттері.
Судың температурасын анықтау
Сынаманы алған кезде судың температурасын анықтау бөлімі жұмыс барысында өте маңызды болып саналады. Судың температурасы сынама алып отырған кезде өлшенген болатын. Термометрдің төменгі жағын суға орнатып, содан бірнеше минуттан кейін, термометрді судан алып шықпай неше градус екенін көріп, жазып алдық.

Судың иісін анықтау

Зерттеу әдісі су иісінің табиғатын және судың интенсивтілігін анықтау үшін органолептикалық тәсіліне негізделген. Зерттелінетін судың иісі – ароматтық, себебі судың құрамына ұшқыш мұнайөнім ретіндегі органикалық зат –керосин кіреді.
Судың иісінің интенсивтілігі (балдар)


Балл

Иісінің интенсивтілігі

Сапалық сипаттамасы

0
1

2

3



4

5


ешқандай
өте әлсіз
әлсіз

белгілі


нақты

қатты сезілетін иіс



Сезілетін иісі жоқ.
Иісі сезілмейді, бірақ тәжірибе барысында зерттеуші оны анықтауы мүмкін.

Көңіл аудармайтын иіс, бірақ зерделеу ісінде анықталады.


Иіс жеңіл анықталады. Мұндай жағдай болса көңіл аудару қажет.
Көңіл аударатын иіс болған жағдайда, бұл суды ішуге болмайды.

Күшті сезілетін иіс болса, суды ішуге мүлдем жарамайды.


Судың түсін анықтау.

Қазіргі халықаралық стандарт судың түсін анықтау үшін 3 әдіс орнатады:

- судың түсін құмыраның ішінде анықтау;

- судың түсін визуалды әдістер арқылы анықтау;

- судың түсін оптикалық аспаптар арқылы анықтау.


Зерттелінетін судың физика- химиялық қасиеттерін зерттеу нәтижелері:


Сынаманың түрі

Температурасы

Түсі

Иіс характері

Иісінің интенсивтілігі

су

140С

Түссіз сарғыш реңі бар

ароматтық

нақты


2.3.Зерттелінетін судың тұтқырлығын анықтау.

Тұтқырлығын вискозиметр арқылы өлшеуге болады. Оның сыртқы түрі U-тәрізді түтік болады. Түтіктің бір жағы кең. Сыртта жоғарғы және төменгі жақтарында белгілері бар. Кез келген зерттелінетін сұйықтықтардың тұтқырлығын дистилденген су қатынасына қарай анықтауға болады. Тұтқырлық температураға тікелей тәуелді.

Зерттелінетін су мен дистилденген судың көлемдерін бірдей болатындай етіп бір вискозиметрде өлшеп аламыз. Тұтқырлық температураға тікелей тәуелді болғандықтан, тәжірибені тұрақты температурада жүргіземіз. Ол үшін вискозиметрді немесе температураны дәл өлшейтін термостатты сулы моншаға енгізеді.
Жұмыстың барысы

Жуылған немесе кептірілген вискозиметрдің жіңішке түтікшесіне резеңке түтікшені кигізіп, тұрақты температуралы суы бар үлкен химиялық ыдысқа енгіземіз. Жіңішке түтікшенің үстіңгі белгісі бойынша суды орналастырамыз. Вискозиметрдегі судың температурасы термостаттың температурасындай болған кезде (10 минуттан соң) вискозиметрдің үлкен аузы арқылы дистилденген суды құйып, резеңкесі бар түтікше көмегімен жіңішке түтікшенің үстіңгі белгісіне дейін сорып аламыз. Вискозиметрдің жіңішке түтікшесіндегі су деңгейінің төмендеуіне мұқият назар аударыңыздар. Су үстіңгі белгіге жеткенде секундомерді қоса қойып, су вискозиметрдің төменгі белгісіне келгенде тоқтату керек. Тәжірибені үш рет жүргізіп, су өтуінің орташа мәнін табамыз. Вискозиметрді зерттелінетін сумен жуып, оның өту уақытын дистелденген судағы температурасымен дәл келетіндей етіп есептеу керек.

Тәжірибеден алынған нәтижелер бойынша салыстырмалы тұтқырлықты есептеу:

ρ з.с. τз.с 1*0,9*210

ηr = η н2о _ ______ ηr = _____________ =1,58 Па*с

ρ н2о τ н2о

0,998*120

Тәжірибе нәтижесі:



η н2о Па*с

ρ з.с. г/см3

ρ н2о ,г/см3

tз.с. , с


τ н2о

t, 0С

ηr Па*с

1

0,9

0,998

210

120

20

1,58



2.4. Центрифугирлеу әдісі арқылы деэмульсациялау.
Деэмульсациялау үшін центрифугирлеу әдісі қолданылды. Центрифугирлеу 1,2,3 минутқа созылды.

Центрифугирлеу әдісі арқылы деэмульсациялау



уақыты

Жүйедегі судың құрамы.%

1мин.

16

2мин.

17

3мин.

17


2.5. Адсорбция әдісі арқылы деэмульсация.

Судан керосинді қоспаны бөліп алу үшін адсорбент ретінде қолданылған заттар: белсендірілген көмір және силикагель.

Белсендірілген көмір адсорбент ретінде алынды. Көлемі 100-150мл зерттелінетін судың сынамасы алынып, оған 1-2 г. белсендірілген көмір орналастырылды. Бірнеше күн өткеннен соң көмірдің микрогенді бетінде адсорбция процесі жүргендігі су түсінің өзгеруінен байқалды.

Көмірмен адсорбциялау нәтижесіндегі деэмульсация




Көмір массасы, г

уақыт

Судың құрамы, масс.% силикагель массасынан

1,1545

бастапқы




1,2367

60 мин.




1,2482

120 мин.




1,2497

1440 мин.(24сағат)





Силикагельдің жоғары сорбциялық қабілеті бар, сондықтан да оны сіңіруші зат ретінде қолданады.

Силикагельмен адсорбциялау нәтижесіндегі деэмульсация


Силикагель массасы, г

уақыты

Судың құрамы, масс.% силикагель массасынан

1,2547

бастапқы




1,3450

60 мин.-тан соң




1,3535

120 мин.-тан соң




10,3


Қорытынды.
Берілген мәселені зерттеу барысында керосинді судан деэмульсациялаудың ең қолайлы әдістерін таңдауда пайда болған салдар:

1.Жүйе: су - керосин –эмульсияның бірінші түрі, яғни полярлы судағы полярлы емес сұйықтық (керосин).

2.Дисперсиялы фазасы бойынша берілген эмульсия түрі полидисперсиялы жүйелерге , яғни әр түрлі өлшемді бөлшектері бар жүйелерге жатады.

3.Физика-химиялық қасиеттерін сипаттайтын шамалары: дисперсиялығы, тұтқырлығы, тығыздығы.

4.Деэмульсация әдістерін таңдау бойынша : скважиналар арқылы бұрғылау әдісі кеңінен қолданылады және анализ жасау мақсатында эмульсиялардың жүруін зерттеуге мүмкіндік беретін физика-химиялық әдіс .

5. Қасиеттері керосинге жақын заттар дисперсиялы орта ретінде есептелетін химиялық және физика – химиялық әр түрлі типтегі эмульсиялардың деэмульсация әдістерінің комбинацияларының мүмкіндіктері мен алдағы кездегі қолданылуы.



6.Қолданылатын әдістердің ішінде адсорбциялық зерттеу әдісі ең тиімді болып шықты. Егер сорбенттердің адсорбциялық қабілеттерін салыстыратын болсақ, онда белсендірілген көмірдің адсорбциялық қабілеті силикагельге қарағанда артығырақ. Бұл көмірдің табиғи бетінің микрогетерогенді болуымен түсіндіріледі.

Қолданылған әдебиеттер тізімі.

  1. Айвазов Б.В. Основы газовой хроматографии. М.,Высшая школа, 1977-182с.

  2. Айдарова С.Б., Андреева С.М., Ерболат Ш.Е. Батыс Қазақстанның мұнай эмульсияларын деэмульгирлеу. Вестник КазНУ сер.химическая. №4 (32) 2003 – с.34-36.

  3. Андрусевич В. Бензиновые моря под землей: заслон техногенному загрязнению подземных вод//экокурьер 2001.-17мая. С.3.

  4. Байков И.М. Сбор, транспорт и подготовка нефти. М.,Недра. 1975-317с.

  5. Бардин Д.Л., Леффлер У.Л. Нефтехимия. ЗАО «Олимп-Бизнес», М.,2003. 416с.

  6. Барковский Д.Л., Городенцева Т.Б., Топорова Н.Б., «Основы физико-химических методов анализа» , Высшая школа 1983-246 с.

  7. Берянин Б.В. и др. Технологический анализ нефтепродуктов и газа. Л.Химия, 1975.

  8. Гордин А., Фонд Ф. Спутник химика. М.,Высшая школа, 1974-416с.

  9. ГОСТ Р51069-97. Нефть и нефтепродукты. Метод определения плотности.

  10. Жылысбаева А., Елеубекова Э. Экология және таза су проблемалары//Дуние 2004. №4. (26-28 с).

  11. Интернет материал htt.//rambler.ru. htt.//yandex.ru./

  12. Клюквин А.Н., Зеергофер Ю.О. Питьевая вода из под земли//экология и жизнь. 1999-№3 с.48-50.

  13. Конуспаев С.Р. Проблемы нефтепереработки и нефтехимии в Казахстане и пути её решения. Вестник КазНУ, сер.Химическая-2004-№4-с.214-218.

  14. Конуспаев С.Р. Нефтепереработка и нефтехимия Казахстана. Промышленность Казахстана. Вестник КазНУ, сер.Химическая-2005-№4-с.32-34.

  15. Космачева Т.Ф., Губайдулин Ф.Р. Особенности механизма действия деэмульгаторов при разрушении эмульсий. Нефтяное хозяйство. –М.2005-№12-с.114-117.

  16. Левченко Д.И. и др. Технология обессоливания нефтей на нефтеперерабатыващих предприятиях. М.:Химия, 1985, с.168.

  17. Леффлер Уильям Переработка нефти. 2 изд. М., Олимп-бизнес, 2001-224с.

  18. Мадыбекова Г.М., Муталиева Б.Ж., Жургенбаева К.Ж. Деэмульгирующее действие композиций ВРП с ПАВ на эмульсию нефти. Вестник КазНУ сер.химическая, 2004-№4-с.497-499.

  19. Методы анализа, исследований и испытаний нефтей и нефтепродуктов (нестандартные методики). М.:ВНИИНП, 1984.

  20. Мусабеков К.Б., Айдарова С.Б., Андреева С.М., Долгих О.Ф. Стабилизация эмульсий керосин/вода поверхностно-активными веществами и их композициями с полиэтиленгликолем. Вестник КазНУ, сер.химическая. №2 (30), 2003. С.325-328.

  21. Мышкин Е.А. Подготовка нефтей и мазутов и переработка. Гостоптехиздат., 1946, с.119.

  22. Пахомов Е.В. Электрообессоливание нефти. М.:Госкомтехиздат., 1955, с.216.

  23. Петров А.А. Геогенные-деэмульгаторы для обезвоживания нефтей. Куйбышев.,Кн.изд., 1965, с.143.

  24. Разработка оптимальной технологии обозвоживания и обессоливания нефтей на Нефтекутском ГПЗ: Хабибулина Р.К., Коноплев В.П., Нефтепромысловое дело (Москва), 1982, 10, с.28-29.

  25. Рыбак Б.М. Анализ нефти и нефтепродуктов. М.,Гостоптехиздат, 1962.

  26. Справочник нефтехимика. Л.,Химия, 1978.

  27. Стандартные методы испытаний нефтепродуктов. Сбнаучных трудов. Вып.65,М.:ЦНИИТЭнефтехим, 1991.

  28. Химический анализ нефтей и нефтяных продуктов. Изд.2-е, под ред.Р.А.Вирабян, НКТП, 1984.







: site -> nis -> repository -> file
file -> "Назарбаев зияткерлік мектептері" АҚ Семей қаласындағы физика-математика бағытындағы "Назарбаев зияткерлік мектебі" филиалы
file -> 1. Дене қалай қозғалады, егер қозғалыстың кинематикалық теңдеуі: х = 5t + 20
file -> Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі «Назарбаев Зияткерлік Мектептері»
file -> Квалификациялық талаптар Жоба
file -> Сабақтың тақырыбы: Үйкеліс күші. Техникада үйкеліс әрекетін ескеру. Сабақтың мақсаты
file -> Қазақстан тарихы Тас ғасыры Тас дәуірі
file -> Модератор: Өскемен қаласындағы хбб нзм мұғалімі Қонақбаева А. А. Мастер-кластың өткізілетін орны
file -> Бағдарламасын «Назарбаев Зияткерлік мектептері»
file -> Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым Министрлігі Мұнайдың физика-химиялық қасиеті және оның экожүйеге әсері Бағыты: Таза табиғи орта – Қазақстан-2030 стратегиясын іске
file -> Бағдарламасын «Назарбаев Зияткерлік мектептері»


Достарыңызбен бөлісу:


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет