Установление состава нефтяных шламов

А. И. Хархара, В. В. Бурминский, Т. А Литвинова, Т. П. Косулина

г. Краснодар, Кубанский государственный технологический университет

Для оценки и прогнозирования последствий воздействия отходов нефтегазовой отрасли на окружающую среду и человека необходим анализ отходов как источников загрязнения. Проблема достоверной оценки и установления состава нефтяных  шламов осложняется      высокой устойчивостью,  особенностями  состава и свойств,  постоянно изменяющихся под воздействием атмосферы при хранении в открытых амбарах-накопителях.  С  течением времени   происходит  «старение» эмульсий вследствие испарения легких фракций, окисления и осмоления нефти, перехода асфальтенов и смол в другое качество, образования коллоидно-мицеллярных конгломератов,    дополнительного  попадания неорганических механических примесей. Многие компоненты    нефти и нефтепродуктов обладают высокой токсичностью, а также проявляют мутагенные и  канцерогенные свойства.  Экологическая опасность нефтесодержащих отходов оценивается по интегральному показателю — количеству нефтепродуктов без учета индивидуальных токсинов. В связи с этим   обнаружение и идентификаиия экотоксикантов  (1-4 класса опасности) позволит получить более полные данные о составе отходов для расширения  номенклатуры загрязняющих веществ и учета их при определении класса опасности[!].

Высокая сорбционная способность основных компонентов нефти, биологическая устойчивость, особенности фракционирования при попадании в окружающую среду из нефтесодержащих отходов обусловливает накоrшение, в первую очередь, полициклических углеводородов и высокомолекулярных гетероциклических соединений смол и асфальтенов в водных средах, донных отложениях, почвах. Все это свидетельствует о необходимости организации и проведения систематического контроля состава нефтеотходов и оценке их экологической опасности. Разработанная на кафедре технологии нефти и газа методика определения массовой доли нефтяных компонентов в отходах с идентификацией их состава методом количественной тонкослойной хроматографии позволяет решать данные задачи быстро и надежно [2].

Методика предназначена для выполнения измерений массовой доли углеводородов, смол и асфальтенов в пробах нефтесодержащих отходов и основана на извлечении нефтяных компонентов из отходов экстракцией ацетоном    и   хлороформом,    концентрировании   и   хроматографическом разделении  экстракта  в  системе  подвижных  растворителей    «гексан — четыреххлористый углерод —    ледяная уксусная кислота». Количественное определение индивидуальных групп нефтяных компонентов производится методом  сканирующей    денситометрии    с   использованием    программы оuенки и расчета параметров хроматограмм. Денситометр обрабатывает изображение   пластины в ультрафиолетовом  свете с  построением хроматограммы по отклонению яркости пятен от яркости фона пластины, нахождением   пиков  на  этой  кривой  и  определением    их площади. С помощью денситометра    методом    простой    нормировки   производится расчет содержания анализируемых веществ в смеси.

В   качестве   объектов    исследования    выбраны   нефтешламы    1-4 различного     времени    хранения.    Для    выявления    состава    нефтяных компонентов изучены экстракты из нефтешламов при последовательном использовании в качестве экстрагентов аuетона и хлороформа. Анализ экстрактов показывает, что при хроматографировании элюентом гексан : четырехх лористый углерод : уксусная кислота в соотношении 70 : 30 : 2 и УФ-облучении  при длине волны    _«1nax    365  нм  наблюдаются хроматографические зоны углеводородов (Rг = 0 ,7- 0,8), смол (Rг = 0 , 4- 0,5) и асфальтенов (R₁•= О),  люминесцирующие  соответственно    слабым фиолетово-голубым,  желтым и коричневато-голубым  цветами. Применением  денситометра  получены аналоговые   кривые (рисунок) и установлено процентное содержание компонентов (таблица).

Аналоговая кривая экстракта из нефтешлама (проба НШ 4)

Установлено, что с увеличением срока хранения нефтешламов в шламонакопителях, количество смолисто-асфальтеновых соединений растет, что связано с окислением нефтяных компонентов. Наличие в нефтепmамах преимущественно высокомолекулярных предельных и полициклических ароматических углеводородов, относящихся к  веществам 1-4 класса опасности, свидетельствует о необходимости их учета при определении экологической опасности отходов.

Содержание углеводородов, смол II асфальтенов в нефтешламах при последовательном экстрагировании ацетоном II хлороформом

 С учетом индивидуальных токсинов и их количества при расчете класс опасности меняется с третьего до второго, что характеризует отходы как высокоопасные [3]. Это дает возможность сделать вывод об актуально­ сти ужесточения оценки экологической опасности нефтесодержащих отхо­ дов.

Исследование выполнено при подцержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение 14.В37.21 1539 «Мониторинг объектов размеще­ ния отходов нефтегазовой отрасли, их ликвидация разработкой эффективных способов утилизации для снижения загрязнения окружающей среды».

Список литературы

1. Шульвинская А. А., Савранская А. С., ЛIПвинова Т. А, Косулина Т. П. О со­ ставе и экологической опасности нефтесодержащих отходов // Актуальные проблемы науки и техники. Сборник научных трудов V Международной заочной научно­ практической конференции молодых ученых. — Уфа: Нефтегазовое дело, 2012. — Т. — С 64-68.
2. Косулина Т. П., Л1пвинова Т. А. Методика определения состава нефтяных компонентов в отходах методом количественной тонкослойной хроматографии с приме­ нением денсIПометра Сорбфил. -Краснодар, 2012. — 14 с.
3. Хархара А. И, Литвинова Т. А, Косулина Т. П Изучение состава, экологи­ ческой опасности нефтесодержащих отходов для выбора наилучших технологий их утилизации и обезвреживания// Сборник научных статей по материалам конференции

Тест документа доступен по ссылке ниже.