какое соединение в нефти считается самым опасным и вредным
Опасные свойства нефти
Согласно ГОСТу, вещества по классу опасности подразделяются на четыре класса, нефть относится к четвёртому классу (малоопасное вещество). Пары же нефти действуют на человека: удушающее, отравляющее, наркотически и опьяняющее, а при смешении с кислородом образуют взрывоопасные смеси.
Температурой вспышки называют минимальную температуру вещества, при которой пары при смешении с кислородом воздуха и наличии источника огня способны вспыхивать. Температура вспышки нефти равна -18 0 С.
Согласно этой температуре вещества подразделяются:
Температурой воспламенения – это минимальная температура, при которой пары воспламеняется от источника огня, и продолжают гореть после его удаления. Для легковоспламеняющихся веществ эта температура практически равна температуре вспышки (выше на 1 0 –2 0 С) У горючих веществ эта температура выше 30 0 С.
Температурой самовоспламенения – это способность самостоятельно гореть при определённой температуре, в определённых условиях без источника зажигания. Для нефти она равна 240 0 С и учитывается при выборе класса защиты электрооборудования.
Нефть – это хороший диэлектрик и способна сохранять электрический заряд в течение длительного времени. Это способствует образованию статического электричества, поэтому предусматриваются меры по стеканию электрического заряда. Одно из главных свойств и характеристик – взрываемость.
Взрыв – это мгновенное сгорание паров нефти при смешении с кислородом воздуха, при наличии источника огня и определённой концентрации нефти (условие взрыва).
”СКЗ-12”, “СГАЭС МХ-52” или другими приборами применяемыми в АК “Транснефть”.
Методическая разработка на тему: «Опасные и вредные свойства нефти»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Опасные и вредные свойства нефти. Опасные и вредные производственные факторы при производстве ремонтных работ на магистральном трубопроводе.
Опасные и вредные производственные факторы подразделяются по природе действия на следующие группы: I группа-физические; II группа-химические; III группа-биологические; IV группа-психофизиологические.
IIгруппа. Химические опасные и вредные производственные факторы подразделяются: по характеру воздействия на организм человека на:
По характеру воздействия на организм человека вредные вещества, согласно ГОСТ 12.0.003-74 делятся на 6 групп: Токсические (углеводороды, спирты, сероводород, синильная кислота и ее соли, соли ртути, хлорированные углеводороды, оксид углерода) – вызывают расстройство нервной системы, мышечные судороги, нарушают структуру ферментов, влияют на кроветворные органы, взаимодействуют с гемоглобином. Раздражающие (хлор, аммиак, диоксид серы, туманы кислот, оксиды азота и др.) – воздействуют на слизистые оболочки, верхние и глубокие дыхательные пути. Сенсибилизирующие (соединения ртути, платина, формальдегид, пыльца растений и др.) – повышают чувствительность организма к химическим веществам, приводят к аллергическим заболеваниям
Канцерогенные (мазут, гудрон, нефтяной кокс, битум, сажа, анилиновые красители, пыль асбеста и др.) – вызывают развитие раковых заболеваний. Этот процесс может быть отдален от момента воздействия на годы и даже десятилетия. Мутагенные (этиламин, формальдегид, иприт, уретан, соединения свинца, органические перекиси и др.) – оказывают воздействие на клетки (соматические и половые). Воздействие на соматические клетки вызывают изменения в генотипе человека и проявляются в преждевременном старении, повышении заболеваемости, злокачественных новообразованиях. Воздействие на половые клетки оказывает влияние на последующие поколения, иногда в очень отдаленные сроки. Влияющие на репродуктивную функцию (борная кислота, аммиак, никотин, марганец, ядохимикаты и др.) – приводят к потере способности производить потомство, т. е. вызывают бесплодие.
органы дыхания; желудочно-кишечный тракт; кожные покровы и слизистую оболочку полости рта, носа и глотки, обладающие большой всасывающей способностью Вредные вещества могут проникать в организм человека через:
Классификация и характеристика вредных веществ
При эксплуатации объектов транспорта нефти используется и образуется большое количество вредных (токсичных) веществ. Токсичность – способность вещества вызывать отравление живого организма органы дыхания, желудочно-кишечный тракт или кожные покровы. Проникновение веществ через органы дыхания наиболее опасно в связи с тем, что слизистые оболочки полости рта, носа и глотки обладают большой всасывающей способностью.
ПДК – это концентрация, которая при ежедневной (кроме выходных дней) работе в течение 8 часов или при другой продолжительности, но не более 41 часов в неделю, в течение всего рабочего стажа не может вызвать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья. В зависимости от значений ПДК определяется степень воздействия вредных веществ на организм человека Для всех вредных веществ, известных в настоящее время, установлена максимальная концентрация, при которой не происходит никакого вредного воздействия на организм человека (ГОСТ 12.1.005-88), такая концентрация называется предельно-допустимой концентрацией (ПДК).
По степени воздействия на организм человека вредные вещества, делятся на четыре класса опасности: Класс опасности Примеры веществ 1класс. Чрезвычайноопасный Ртуть, свинец, тетраэтилсвинец 2класс. Высокоопасный Сероводород, бензол, медь, марганец 3класс. Умеренноопасный Метанол, толуол, уксусная кислота 4класс. Малоопасный Нефть, бензин, дизтопливо, керосин, ацетон, этиловый спирт
Классификация и характеристика веществ по степени пожарной опасности.
Для протекания процесса горения необходимы три условия: наличие горючего вещества, наличие окислителя и наличие источника воспламенения. Если хотя бы одно из условий исключить, то воспламенения (взрыва) происходить не будет. ГОРЕНИЕ Окислитель Горючее вещество Источник воспламенения
По отношению к горению ( по горючести) все вещества делятся на три группы: Iгруппа Негорючие IIгруппа Трудногорючие IIIгруппа Горючие
Горючие вещества по степени воспламеняемости делятся в свою очередь на : Вещества легковоспламеняющиеся Вещества средней воспламеняемости Веществатрудновоспламеняющиеся
Горючие газы (ГГ)-метан, пропан, ацетилен, водород и др. Легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ-)-нефть, бензин, керосин, дизтопливо, ацетон, метанол, этиловый спирт и др. Вещества легковоспламеняющиеся–к ним относятся вещества способные воспламенятся после непродолжительного действия источника воспламенения (даже искры) температура вспышки паров до 61°С включительно.
Взрывопожароопасным называется производство, где применяются легковоспламеняющиеся жидкости и горючие газы. Пожароопасным называется производство, где используются вещества средней воспламеняемости и трудновоспламеняющиеся вещества.
Показатель оценки пожарной опасности горючих газоопасных и жидких веществ Температура вспышки паров Температура воспламеняемости Температура самовоспламенения Концетрационные пределы распространения пламени
При данной температуре вещество выделяет горючие пары и газы со скоростью достаточной для протекания устойчивого горения Для ЛВЖ температура воспламенения выше температуры вспышки на 1 – 2°С, для ГЖ – до 10-15 оС и более Температура воспламеняемости- называется наименьшая температура жидкости, при которой она воспламеняется от открытого огня и продолжает гореть после его удаления.
Взрыв – процесс чрезвычайно быстрого, под влиянием внешнего источника воспламенения, химического превращения вещества, сопровождающегося выделением газов и большого количества тепла, нагревающего эти газы до высокой температуры, в результате чего газы способны совершать работу. При взрыве реакция происходит очень быстро в замкнутом пространстве без доступа воздуха к очагу воспламенения взрывоопасной газовоздушной смеси. Скорость распространения детонационной волны горения при взрыве (900-3000м/с) в несколько раз превышает скорость звука в воздухе при комнатной температуре. Сила взрыва максимальна, когда содержание воздуха в смеси становится теоретически необходимым для полного сгорания. Взрывная способность горючих газов, паров и пыли в воздухе сохраняется в определенных интервалах их концентраций. Существуют нижние и верхние концентрационные и температурные пределы распространения пламени.
Опасность статического электричества
Нефть и нефтепродукты – хорошие диэлектрики и способны сохранять электрические заряды в течении длительного времени. Значение относительной диэлектрической постоянной q = 2, что в 3,5 раза меньше такого изолятора как стекло (q = 7). У безводных, чистых нефтепродуктов электропроводность совершенно ничтожна. Это свойство широко используется на практике. Так, твердые парафины применяются в электромеханической промышленности в качестве изолятора, а специальные нефтяные масла–для заливки трансформаторов, конденсаторов и другой аппаратуры в электро- и радиопромышленности. Высокие диэлектрические свойства нефтепродуктов способствуют накоплению на их поверхности зарядов статического электричества. Образование статического электричества может произойти от ряда самых разнообразных причин. При перекачке нефтепродуктов с большой скоростью, в результате трения о трубы или в результате ударов жидкой струи при заполнении емкостей, возникают заряды, иногда очень высокого напряжения.
Для предупреждения возникновения опасных искровых разрядов статического электричества с поверхности нефти и нефтепродуктов, оборудования, а также с тела человека, необходимо предусматривать меры, уменьшающие величину возникающего заряда и обеспечивающие его стекание. Для обеспечения стекания электрического заряда все металлические части аппаратуры, насосов и трубопроводных коммуникаций заземляются, и осуществляется постоянный электрический контакт тела человека с заземлением. Емкости, находящиеся под наливом и сливом пожароопасных нефтепродуктов, в течении всего времени заполнения и опорожнения должны быть присоединены к заземляющим устройствам.
На что влияют хлорорганические соединения в нефти
Основные проблемы наличия хлорорганических соединений в нефти
Сама по себе хлорорганика, как и нефть относится к углеводородам, и ее присутствие должно было выражаться исключительно в разжижении добываемого сырья. Однако, хлорорганические соединения наносят вред нефтеперерабатывающему и транспортирующему оборудованию. Чем опасна и чем вредна хлорорганика?
Эти соединения оказались нестабильны в условиях нефтепереработки. Они вступают в реакцию гидрирования в процессе очистки нефти от сернистых соединений, подвергаются реакции дегалогенирования просто при нагревании, например, на установке атмосферно-вакуумной разгонки, разрушаются в ходе крекинга или любого другого каталитического процесса, отравляя при этом катализаторы. В результате разрушения хлорорганики образуются ненасыщенные углеводороды, и выделяется HCl. Именно хлороводород оказывает негативное влияние на дальнейший процесс переработки, вызывая повреждение оборудования за счет образования отложений и коррозии.
Коррозионная активность хлорид-иона
Чем опасен хлор для нефтепромышленного оборудования?
Хлорид-ион сдвигает потенциал атомов железа в сторону меньшей электроотрицательности, тем самым увеличивая скорость коррозии. Ионы хлора легко адсорбируются на поверхности металла, вытесняя пассиваторы, растворяя пассивирующие пленки. В присутствии воды обеспечивают переход ионов металла в раствор, поскольку хлориды железа растворимы. Аналогичное влияние хлорид-ион оказывает и на другие конструкционные материалы нефтехимической аппаратуры: хром, никель, алюминий и т.д.
Кроме того, хлороводород реагирует с аммиаком, образуя нерастворимую в органической среде соль аммония.
Все это объясняет, чем опасен хлор и, почему необходимо контролировать содержание хлорорганики в нефти. Обзорную статью о методах анализа ХОС можно посмотреть по ссылке.
Возможный ущерб, связанный с высоким содержанием хлоридов в нефти
Закупорка и коррозионное изнашивание установок может привести к снижению производительности предприятия и даже к полной его остановке.
Из практики известно, что такие негативные влияния переработка высоко хлорированной сырой нефти оказывает на:
Разлив нефтепродуктов: последствия и методы устранения
Происхождение отходов
Черное золото засоряет экосистемы по антропогенным причинам и в результате природных выбросов. В естественных условиях нефть выходит из трещин и разломов океанического дна, а также поступает в моря с разрушенными горными породами. Природные факторы называют миграционными потоками.
Процессы выбросов характерны для регионов, где распространены нефтегазовые бассейны. Такие участки занимают около 15% от общей площади Мирового океана. 10–15 тонн ежедневно поступает в калифорнийский пролив Санта-Барбара. Толчком к образованию миграционных потоков может послужить вулканическая активность в местах, где кровь земли протекает в непосредственной близости от ее поверхности.
Основные причины нефтяного загрязнения по вине человека условно разделяют в следующем соотношении:
Итого — 60,1%. По последним сведениям, в год от 200 тысяч до 2 миллионов тонн нефтяных отходов попадает в океан с течением рек. Это чуть меньше половины общего потока. Но незаинтересованность добытчиков нефти в истинной статистике мешает выяснить источники засорений. Поэтому невозможно однозначно утверждать, что на оставшиеся 40%, нефтяное загрязнение акватории возникает по вине человека или воле природы.
Учитывая факты нарушения экологического законодательства со стороны производителей, предполагается, что 10% загрязнений в реках приходится на долю естественного поступления. Остальные 30% — антропогенный фактор. Из списка также видно, что последствия загрязнений нефтью с судов и трубопроводов приходится ликвидировать реже, чем проблемы из-за несовершенства методов добычи и транспортировки.
Механизмы образования пленки на воде
Основное загрязнение нефтью и продуктами ее переработки всех экосистем происходит при попадании этих веществ в Мировой океан. 1 тонна разлитого сырца или нефтепродукта способна засорить 12 км2 площади.
На поверхности воды образуется пленка. Она препятствует проникновению кислорода в толщу. Морским обитателям не хватает воздуха. При концентрации нефтепродуктов 17 г/моль и толщине слоя 4,1 мм, в течение 25 дней сокращается поступление кислорода в воду на 40%.
Черное золото — многокомпонентное вещество. Экологические последствия нефтяного загрязнения зависят от размеров фракций, их характера, а также степени уязвимости организмов к влиянию токсинов.
Под действием воды, ультрафиолетовых лучей, ветра, температуры, времени, состав меняется. Загрязняющий слой плывет по воде, разносится ветром и течением. С ним последовательно происходят процессы:
Нефть и продукты ее переработки разлагаются за сутки. Пленку образуют уже совсем другие, не менее опасные соединения. Разложение происходит неравномерно по зонам водоемов, большое значение имеют также времена года. При холодном климате процесс займет годы, теплом — минимум 4 месяца.
С течением и ветром нефтяное пятно на поверхности водоема достигает берегов. Отсюда оно проникает в почву, разносится грунтовыми водами, штормами может быть обратно выкинуто в океан. Вариантов много, часто все эти процессы сочетаются. Через почву черное золото попадает в пресные водоемы, которые используются в качестве питьевых источников. 1 г нефти портит 100 л воды, а характерный привкус появляется уже при содержании 0,5 мл/литр.
Проблемы при добыче
Стандартные установки размещают над полостями, заполненными нефтью. Входящие в их комплектацию насосы выкачивают сырье, пока бассейн не опустеет. При использовании фонтанной методики вещество извлекается за счет естественного внутреннего давления. Эти способы ведут к загрязнению территорий объекта — даже современные системы не могут полностью предотвратить утечки из скважины.
Глубоководное бурение
Гидроразрыв
Помимо грунтовых полостей, нефть и газ содержатся в трещинах сланцевых пород. Для их добычи бурятся скважины, в которые под давлением закачивается раствор с песком и химикатами. Он нарушает целостность почвы и может попасть в грунтовые воды, используемые для питья и бытовых нужд.
Классификация
Загрязнение нефтью Мирового океана и любых других водоемов различают по степени воздействия:
Настоящие экологические бедствия согласно этой классификации наступают в 2 последних случаях. Но также видно, что изменения у рыб происходят и при слабом засорении. А ведь они служат источником питания для многих млекопитающих.
Разливы нефти
Разлив нефти действует на окружающую среду губительно. Компании, которые допустили аварию, компенсируют ущерб добровольно. Но восстанавливая природу, не собирают всю нефть (100%), деревья не сажают. Нефтепродукты на суше цементируются и напоминают асфальт.
Советуем почитать: Перереработка и утилизация топлива
Последствия от разливов нефти ощущаются 10-15 лет. Маслянистая жидкость, разлитая из трубопроводов загрязняет прибрежные зоны. В пораженных районах гибнут птицы, рыбы, млекопитающие. Природная среда становится непригодной для жизни животных.
Пути влияния на экосистемы и их обитателей
Последствия нефтяного загрязнения сказываются на экологической и социально-экономической обстановке в регионе. Это выражается в ухудшении качества ресурсов, изменении видового состава засоренных областей, появлении тяжелых заболеваний у всех видов флоры и фауны.
Водоемы
Процесс загрязнения описан в разделе «Механизмы образования пленки». Вместе со взвешенными частицами и фитопланктоном тяжелые соединения оказываются в толще воды. По пути ко дну неопределенный процент поглощается двустворчатыми моллюсками, зоопланктоном.
Отдельные виды глубинных обитателей способны выполнять функции хранилища токсичных отходов. Для других — пища губительна или вызывает болезни и мутации. Воздействие на беспозвоночных из-за их малой подвижности продолжается десятилетиями.
Влияние нефтяного загрязнения на рыбу сказывается на всех ее видах в разной мере. Наиболее негативному воздействию подвержены икра, молодые особи. Исследования рыб, умерших от черного золота, показали видоизменения печени, нарушение сердечных сокращений. Нефть лишает их плавательной функции за счет разрушения плавников. Распространение заражающих веществ усугубляется посредством пищевой цепи.
Фауна
Влияние нефти на животных изучено недостаточно. Жировой слой китообразных, сивучей и тюленей, окутанный пленкой, вызывает расход тепла. Мех полярных медведей, выдр, новорожденных морских котиков и других пушистых обитателей скомкивается. Из-за этого утрачивается способность сохранять тепло и влагу, что приводит к смерти.
Нефть способна проникать через кожу некоторых животных, вызывая отравление. Отдельные виды переваривают отходы, употребляемые с пищей, водой и воздухом. Полярные медведи наименее защищены от масштабных загрязнений.
Воздействие на птиц происходит в следующих направлениях:
У всех обитателей зоны поражения наблюдаются раздражение глаз. Загрязнение воды нефтью в разных уголках мира неоднократно губило популяции ондатр, выдр, сумчатых крыс. Через месяц после взрыва платформы в Мексиканском заливе на берегу штата Луизианы, наряду с другими мертвыми животными, были обнаружены 189 морских черепах.
Лабораторные опыты на земноводных и крысах показывают однозначно негативное влияние на всех представителей фауны. На поздних стадиях созревания яиц зародыши умирали, на ранних — показывали аномальное поведение.
Грунт
Загрязнение нефтью почвы образуется, когда пятно достигает берега или при выбросе продуктов непосредственно на землю. Риск заражения увеличивается в зонах добычи и переработки. Здесь загрязнение экосистемы вызвано нарушением технологических процессов, целостности и герметичности оборудования. Также процедура вывоза отходов сложная, а хранилища переполнены. Поэтому предприятия просто сливают их в окружающую среду. Усиливаются социально-экономические последствия загрязнения нефтью, так как под угрозой находятся лесные угодья и сельскохозяйственные культуры.
При попадании на землю, нефтепродукты не успевают обрабатываться ультрафиолетом, утекают в почву. Глубина залегания отходов составляет от 12 см до 1 метра. Величина зависит от молекулярной массы частиц.
Битумные фракции из-за своей тяжести опускаются на минимальное расстояние от поверхности. Они отделяются почвенными частицами и склеивают их. Образуется твердая корка, с которой природа редко справляется самостоятельно.
Особенно опасно проникновение самой нефти. Легкие компоненты опускаются в глубь, а тяжелые мешают их испарению, образуя мертвую зону недалеко от поверхности. Сначала погибает микрофлора, затем — растения. При небольшой толщине корки за год образуется перегной. Тогда слой постепенно разрушается.
Другой фактор влияния отходов — токсичность отдельных компонентов. Успех борьбы за выживание зависит от умения видов приспосабливаться к новой среде.
Естественная защита окружающей среды от нефти осуществляется бактериями, которые способствуют окислению вредоносных продуктов. Состояние почвы в этом случае будет зависеть от распространенности таких микробов. Действие отходов на флору продолжается от нескольких недель до 5 лет.
Человечество
Выбросы нефти в экосистемы истощают природные ресурсы, ухудшают их качество. Снижается видовое разнообразие, изменяется состав ареалов обитания. Как следствие, снижается уровень жизни людей в близлежащих населенных пунктах от места скопления отходов.
С точки зрения экономики, последствия разливов нефти включают денежные затраты на фактический и возможный ущерб. Для финансовой оценки применяют показатели:
Вред нефти для человека носит комплексный характер. В организм она поступает с водой, воздухом, отравленной пищей. Симптоматика не специфична:
При своевременной постановке диагноза, и в случае отравления высокосернистым продуктом, возможно излечение от интоксикации. При тяжелых формах, больной не поддается полному восстановлению.
Изменяется состав крови, увеличивается объем гормонов щитовидной железы, страдает нервная система. Такие симптомы свойственны работникам нефтедобычи и переработки, а также в областях, где ближе всего расположены источники нефтяного загрязнения.
Взрыв платформы в Мексиканском заливе в 2010 г.
Авария в Мексиканском заливе: хроника событий и экологические последствия Подробнее
Разлив нефти угрожал 400 видам животных, в том числе китам и дельфинам. Экологи находили сотни мёртвых черепах и тысячи птиц. Также была зафиксирована вспышка смертности китообразных на севере Мексиканского залива.
Методы борьбы
Профилактику утечки черного золота осложняет несовершенство технологии добычи и переработки. В России и ряде стран остро стоит проблема своевременной замены оборудования. Не во всех государствах есть единое законодательство, четко устанавливающее сроки эксплуатации трубопроводов, судов.
Способы преодоления последствий в воде одинаковы при авариях, работе в штатном режиме и в результате миграционных процессов:
Для профилактики загрязнения нефтепродуктами необходимо следить за состоянием транспорта, оборудования, соблюдать нормы экологического законодательства. Но эти меры остаются на совести обработчиков черного золота.
Выбросы черного золота относятся к типу загрязнения химического характера и вызывают соответствующие процессы в атмосфере. Но заканчивается все сменой видового состава в пораженной области, ухудшением качества ресурсов и выделением расходов на их восстановление. Утечка нефти происходит не только из-за аварий, поэтому человек в силах повлиять на ситуацию.
Очистка океана от нефтепродуктов
Общественность начинает осознавать необходимость в очистке мировой акватории от загрязняющих нефтепродуктов.
Современные достижения предлагают разные пути решения проблемы:
Советуем почитать: Виды, утилизация и переработка отходов пластика
Применяя разные способы можно качественно произвести очистку мировой акватории.