Қоршаған ортаның мониторинг әдістері

Талдау нәтижелеріне сүйенсек, мұнай қалдықтарының көлемі мен түзілу динамикасы жыл сайын өсу үстінде. Ал факельді алаңдар мен апаттық қоймаларда жинақталған мұнай қалдықтарының жалпы саны – 115-125 мың т. Жуық.

Шын мәнінде жинақталған мұнай қалдықтарының көлемі көрсетілгеннен әлдеқайда көп. Тәуелсіз ақпарат көздерінің мәліметтерінше, бүгінгі таңда Кызылорда облысында  жинақталған мұнай қалдықтары бірнеше есе артық болуы мүмкін.

Талдау нәтижелерінен компанияның мұнай қалдықтарын игеру саласындағы табиғатты қорғау туралы есебінің негізсіз екенін байқауға болады. Тәуелсіз сарапшылардың бағалауынша нақты жағдайдағы қалдықтар көлемінің шамамен 20% ғана көрсетілген. Бұл Қазақстандағы орындалмай отырған табиғатты қорғау заңының көлеңкелі жағы болып табылады.

Тағы да сол талдау мәліметтерінің Қызылорда облысы аумағындағы мұнай қалдықтарын көму (орналастыру) нысандары туралы есебінде барлық көму нысандары ведомстволық және төмендегіше 3 түрге жіктеуге болады деп көрсетілген:

- апаттық-технологиялық қоймалар;

- қатты мұнай қалдықтарын уақытша  көмуге арналған өңделген қиыршық 

  тастар;

• факельді алаңдар.

 

Кесте 12. Өндірістік кәсіпорындардағы жинақталған қалдықтардың көлемі

 

№ п/п	Кәсіпорындар	өлш. бірлігі	Уақыт аралығы
			1997	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004
1	БК «Казгермунай»	Тонна			75.54	89.9	85.09	113.4	101.55	70.3
2	БК «КАМ»	Тонна					62.0	93.0	126.3	713.1
3	ЖШС «Айдан мунай»	Тонна						55.0	80.0	65.0
4	АҚ «ПККР»	Тонна	511.4	614.8	1240.2	938.95	1176.52	5481.4	465.4	2037.89
5	Жалпы кәсіпорындар бойынша	Тонна	511.4	614.8	1315.74	1028.65	1363.61	5742.8	773.25	2886.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сурет 2 Мұнай қалдықтарының жинақталу кескіні 

 «Петро Қазақстан Құмкөл  Ресорсиз» АҚ мұнай-газ шығаратын  мекемесінде мұнай қалдықтарын  классификациялауға негізделген  мұнай қалдықтарының құрамына, қасиетіне, сақталу және түзілу жағдайына  кешенді талдау жүргізілді.

Мұнай өндіруде (шығарғанда), дайындауда, мұнайды кәсіби және магистральды тасымалдауда, сонымен қатар газды өндіру мен кәсіпшілік тасымалдау кезінде мұнай қалдықтары пайда болады деп қорытынды жасалды.

Мұндай жолмен түзілген мұнай қалдықтарын шартты түрде агрегатты күйге: сұйық және қатты түрге бөлуге болады.

Сұйық мұнай қалдықтары төмендегідей процестер нәтижесінде түзіледі:

- мұнайды алдын-ала дайындау  қондырғысында (УППН) мұнайды 

   дайындау кезінде судың  мұнаймен ластанған қабатын сору  кезінде;

- қысқы уақытта мұнайдың қарға  төгілуінен және құбыр желілерінің 

  жарылуынан;

- мұнаймен ластанған бағандарды  УППН территориясынан қалдықтар 

  орналасқан жерге жинауда;

   - құрамында 90% мұнай қосындысы  бар мұнайлы сулы эмульсия 

          (ерітінді) түрінде;

Қатты мұнай қалдықтарының негізгі түзілу көзі төмендегідей:

- ұңғымаларды жер асты және  күрделі жөндеу (ПРС и КРС);

- құбыр желілерінің жарылысынан  мұнайдың топыраққа түсуінен;

- мұнай сақтау резервуарларын  тазарту ;

- мұнайды майлы тығыздықтар арқылы ағызу.

Мұнай және газды дайындау және тасымалдау, шығару кезінде түзілетін барлық қатты мұнай қалдықтарын 3 түрге бөлуге болады:

- жөндеу қалдықтары;

- асфальт-шайыр-парафинді шөгінділер (АШПШ);

- мұнайлы топырақ;

Ұңғымаларды жөндеу кезінде түзілетін қалдықтар, ауыр фракциялы мұнай өнімдерінің 35% дейін механикалық қосылыстар мен судың белгілі көлемін құрайтынын көрсетті.

Жөндеу қалдықтарының жалпы құрамында АШПШ басқа мұнайдың ашық топыраққа түсуінен түзілетін мұнай топырағы болады.

Мұнайланған топырақтары канализациялық құдықтарды тазалау нәтижесінде және мұнайдың ағуы нәтижесінде территорияларды ластанған мұнай топырақтарынан тазалаған соң пайда болады. Ол органикалық заттардың қатыстылығымен (20% дейін) және механикалық қосылыстардың үлкен көлемімен ерекшеленеді (65% дейін).

Ерекше мұнай қалдықтарының тобын АШПШ құрайды. Олар технологиялық құрал-жабдықтарды тазалау нәтижесінде пайда болады (мұнай сақтайтын резервуарлар, буллиттер, канализациялық құдықтар); арнайы қондырғылар көмегімен насосты-компрессорлық құбырларды буландыру нәтижесінде парафиннен ажыратылады (депарафинизацияланады). Басқа қатты мұнай қалдықтарына қарағанда АШПШ таза органикалық зат болып есептеледі, оның құрамында топырақпен араластырылмаған жоғары молекулалық қатты көмірсутектер бар (93% салмағына дейін).

Асфальт-Шайыр-Парафин Шөгінділері (АШПШ) (20–70 % масс.) парафин мөлшерінен, Асфальт-шайырлы заттар (АСВ) (20–40 % масс.), силикагельді шайырдан, майдан, судан және механикалық қоспалардан тұратын күрделі көмірсутегілер қоспасы [26].

Мұнай парафинді, нафтенді және ароматты көмірсутектерден тұрады. Парафинді қатардағы көмірсутектер газ тәрізді (С1 - С4), сұйық (С5 - С15) және қатты (С16 -жоғары) күйдегі мұнайларда кездеседі. Қатты көмірсутегілер парафин, шайыр (смола) және церезиннен тұрады. Қатты көмірсутегілердің құрамындағы парафиннің мөлшеріне байланысты мұнай келесі топтарға бөлінеді:

Парафин мөлшері 1,5 % -дан аз болса – парафинсіз;

Парафин мөлшері 1,5 - 6 % аралығында болса – аз парафинді;

Парафин мөлшері 6 % -дан жоғары болса – парафинді.

Кез-келген өндірілген мұнайдың құрамында парафин болатыны белгілі, бірақ әртүрлі көлемде болады.

Парафинді мұнайлардың қату температурасы жоғары болумен сипатталады. Кейбір жағдайларда жоғары парафинді мұнайдың қату температурасы +400С жетеді, осының нәтижесінде мұнай маз тәрізді қою консистенцияға айналады; температураның аз ғана төмендеуі есебінен мұнайдың тұтқырлығы жоғарылайды. Мысал ретінде, 5-8%  парафиннен тұратын мұнай 200С және одан төмен температурада өзінің сұйықтық қасиетін жоғалтады. Мұндай мұнайды жер бетінде орналасқан құбыр желісімен қысқы уақытта қиындықтар туғызады және олар арнайы қыздыру қондырғыларын қажет етеді.

Парафинді мұнайлар негізінен ашық түсті, жоғары бензинді, жеңіл және бірлік салмағы мен шайырлы заттар мөлшері аз болып келеді [27].

Қатты парафиндердің химиялық құрамын қарастырамыз - мұнай және газ конденсатынан температураның төмендеуінен түзілетін зат. Табиғи көмірсутегілердің құрамына алкандар, циклоалкандар, ароматтық қоспалар және басқалары кіреді.

Молекуладағы атомдар санына байланысты н-алкандар әртүрлі агрегаттық күйде болады. Стандартты жағдайда (20 0С температурада және атмосфералық қысымда) жеңіл н-алкандар (метан, этан, пропан және бутан) газ күйінде кездеседі. Көміртегі атомдарының саны 5-тен 15-ке дейінгі метанның ауыр гомологтық қатары қалыпты жағдайда сұйық күйінде кездеседі, ал атомдар саны 15-тен жоғары болса қатты күйде болады.

Мұнайдан, мұнай өнімдерінен және газоконденсаттан бөлінген қатты фазалар - қалыпты қатардағы алкандардан тұратын әртүрлі компоненттер қоспасы болып табылады. Осы себептен түзілген қатты шөгінділердің барлығы «парафин» деп аталады. Бұл ескірген сөздік мұнайдың салқындауы кезінде түзілген ауыр көмірсутегілердің барлығын белгілеу үшін жиі қолданылады.

Парафиннің құрамын және қасиеттерін зерттеу жұмыстарының қорытындысы бойынша анықталғаны, мұнай парафинінің құрамында н-алкандар басты роль атқарады, изо-алкандар, нафтендер және ароматты көмірсутегілердің жалпы қосындысы салыстырмалы түрде аз, яғни 20-30%-дан аспайды.

Осы жерде келесі заңдылық туындайды: құрамы бойынша өте жеңіл мұнайдан (немесе мұнай өнімінен)өте жоғары құрамды алкандары бар қатты фаза түзіледі.

Жалпы алғанда, көмірсутегі сұйықтарының құрамына байланысты түзілген парафиндер н-алкандардың шамамен 65 – 97% мөлшерін құрауы мүмкін. Салыстырып қарасақ, көмірсутегі сұйығында н - алкандар құрамы бірнеше есе төмен және мұнай мен керосинде шамамен 18-20%, дизель отынында 12– 28% .Сонымен, қатты парафиндердің құрамы бәрінен бұрын н -алкандармен анықталады.

Парафин табиғи жағдайда мұнайда және озокериттерде кездеседі. Мұнай құрамында ол еріген күйде немесе бөлек кристалдар түрінде араласқан күйде кездеседі.

Тазаланған парафин түссіз немесе ақ түсті кристалды масса түрінде, иісі және дәмі жоқ, аздап майлы, тығыздығы 907-915 кг/м3 аралығында болады, 150С температурада тазаланбаған парафиннің тығыздығы 881 – 905 кг/м3.

Парафиннің еру температурасы оның молекулярлық салмағына тәуелді және ол 490-600С аралығын құрайды, парафиннің молекулярлық салмағы 390-430 тең болады.

 Мұнайда парафиндердің молекулярлық  массасы 400-430 тең, ал одан жоғары  қатты көмірсутектердің фракциялары  церезин болып табылады.

Мұнай дистилятында парафиннің ерігіштігі дистиляттың молекулярлық салмағының жоғарылауына байланысты төмендейді және температураның жоғарылауына байланысты өседі.

Температура төмен кезде (шамамен 100С-та), мұнай дистилятында парафин тәжірибе жүзінде ерімейді. Ол эфирде, хлороформда, бензолда, петролейн эфирінде және күкіртсутегінде жақсы ериді. Қыздырған кезде барлық өсімдік майында ериді, спиртте нашар ериді, суда ерімейді.

Химиялық салыстырмалы түрде парафиннің беріктігі басқа химиялық реагенттермен салыстырғанда жоғары. Сонымен, мысал ретінде алатын болсақ, күкірт қышқылын қыздырған кезде парафинге әсер етпейді. Сонымен қатар, қарапайым температурада парафинге әртүрлі қышқылдар мен сілтілер әсер етпейді.

Халық шаруашылығында кеңінен қолданылатын катализатор арқылы жоғары молекулярлы майлы қышқылды алуға негізделген процесс кезінде жоғары температурада парафин ауадағы оттегімен тотықтанады.

Мұнай парафиндері негізінен метанды көмірсутегілерден тұрады [27].

Асфальтендер – қоңырқара түсті, тығыздығы бірден жоғары, мұнайдағы массалық үлесі 5 % жоғары емес ұнтақ зат. Асфальтеннің құрамында көміртегі массасы 80-86 %, сутегі 7-9 %, күкірт 9 %-ға дейін, оттегі 1-9 % және азот 1,5%. Олар мұнайдың қатты компоненттерінде тығыз және аз еритін шөгінділер түрінде болады.

Мұнайдың дисперстік жүйесі асфальт-шайырлы заттар (АСВ) мальтенді ортада дисперстелген коллоидтар класына жатады. Мұнайдың физико-химиялық және технологиялық қасиеттері негізінен көп жағдайда «асфальтен-шайыр» және «мальтен-шайыр-асфальтен» жүйесіндегі молекула аралық әрекеттеріне негізделген.

Шайыр және асфальтеннің құрылуы зарядтардың тасымалдануымен және комплекстердің түзілуі есебінен өзара параллель байланысқан нафтенді ароматты қабат құрылымы түрінде қарастырылады.

Асфальтендер және шайырлар - парамагнитті болу себебі мұнай және мұнай өнімдері – термодинамикалық тұрақты парамагнитті ерітінділер болып келеді.

Асфальтендер диамагнитті бөлшектердің гомолиттік дәрежесіне тәуелді болатын көптеген ассоциаттардың комбинациясы болады.

Мұнайдағы парамагнитті шайырлар мен асфальтендердің концентрациясының өзгеруі ассоциаттардың комбинациясының құрылуының өзгеруіне байланысты болады.

Шайырлар, асфальтендер төмендегі ерекшеліктерімен негізделеді [28]:

• Асфальт-шайырлы заттардың қатысуымен жүргізілетін химиялық және физико-химиялық процестер коллективті сипаттамаға ие. Асфальтендер жеке компонент болып табылмайды, олар тұрақты бос радикалды ортада жүйеленген ассоциативті комбинациялар түзеді.
• Диамагнетикте сольватты қабатшалардың түзілуі ерітінділерде парамагниттік бөлшектердің пайда болуы міндетті шарт. Сольватты қабатшалардың түзілуі парамагниттік молекулалардың тартылыс күшін азайтады және жылу қозғалысы нәтижесінде олардың рекомбинациясына кедергі келтіреді.
• Шайырлар диамагниттік молекулалардан тұрады, олардың бір бөлігі триплеттік қозған күйге ауыса алады немесе гомолизге ауысады. Сол себептен шайырлар асфальтендердің потенциалды көзі болып табылады.
• Асфальт-шайырлы заттар элементтік құрамымен анықталмайды, бәрінен бұрын олар компоненттердің молекулярлық әрекеттерінің дәрежесімен анықталады.

Бір аймақта орналасқан мұнайгаз өндіруші және жеке орналасқан кен орнында АШПШ компоненттік құрамы кең ауқымда өзгеріп отырады. АШПШ құрамын білу, практика жүзінде онымен күресудің тиімді әдістерін анықтау үшін өте қажет. Бұл таңдау көп жағдайда АШПШ түріне байланысты іске асырылады (кесте 13) [12]. АШПШ құрылымын және құрамын зерттеу үшін экстракты, хромотографиялық, термиялық, спектрлік, электрохимиялық және басқа әдістер қолданылады.