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水面溢油处理技术

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水面溢油处理技术_第1页
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水面溢油污染处理(初稿)目录一、概述二、海上溢油的去向与监视1 、溢油的去向2 、溢油漂移的预报和监视3、溢油量的估算方法4、原油指纹鉴别技术三、海上溢油处理技术(一)机械收油法1 、防止溢油扩散—围油栏2 、溢油回收--- 撇油器3、回收油的储存(二)化学分解法1 、分散剂2、分散剂的喷洒(三)其它常用方法1 、吸油材料吸附法2 、网捞(四)不同类型溢油处理方式举例四、海上油田溢油应急计划的编制附件 一、溢油漂移扩展预测和溢油应急对策系统框图二、海上溢油应急处理一般程序表主要参考文献1、《国际海事组织船上污油应急计划编制指南》中华人民共和国港务监督局编制2、《海上溢油应急指南》中华人民共和国港务监督局编制一、概述随着石油工业的迅速发展和海洋石油资源的大力开发, 海洋溢油污 染事故逐年增多溢油污染对海岸活动和海洋资源开发工作有一定的损 害,对海洋生物的损害包括因油的化学成份引起的毒害性和物理性质引 起的污染和窒息,造成海洋及海岸陆域生态环境的严重破坏在海洋石油开采中, 钻井或采油平台井喷、 平台火灾、 海底输油管 线破裂、油轮碰撞搁浅、 原油装卸过程泄漏以及自然灾害等因素都有可 能造成溢油污染,沿海炼油厂及其它石油工业排放的含油污水亦会污染 附近海域。

清除溢油污染最常用的方法是机械回收, 即使用各种围油栏拦截溢 油,再施放撇油器或收油机回收化学分散剂也广泛应用于溢油清除 此外,具有吸油、集油、沉油等作用的各种新材料以及生物、激光等处 理新技术正在不断研究开发和应用二、海上溢油的去向与监视石油进入海洋后, 会产生极其复杂的物理和化学变化, 这些变化使 一部分油从海上消失, 另一部分滞留海面, 并在风浪的作用下不断漂移 扩散对溢油消散和漂移情况作出科学的预测, 对于制定溢油应急计划 和处理技术方案,迅速有效清除污染十分重要1、溢油的去向1.1 溢油的特性影响海上溢油去向的主要物理性质是比重、 分馏特性、粘度与倾点油的比重是油与水的密度比值,这一比值可以确定溢油是否浮在水 面,低比重的油必然含大量挥发性组分且较易流动油的分馏性决定它的挥发性,随着油温的升高,不同组份相继达到 沸点被分馏油的粘度影响溢油在海上的流动性,高粘度油流动困难,低粘度油 较易流动倾点是指此温度下油不再流动,如果环境温度低于倾点,油基本是 固态,因此,冬季部分溢油易结成块状在海上漂移1.2溢油的风化溢油在海上经历的物理和化学变化总称为风化这些变化包括扩 散、蒸发、乳化、溶解、氧化、沉降、生物降解及联合作用。

1)扩散原油进入海洋后,由于重力和表面张力作用将在海面不断扩散并逐 渐形成大面积的油膜油膜的扩散程度受油的粘度和表面张力的控制, 粘度越低,表面张力越小,形成的油膜就越薄大部分液态油入海后很 快就会扩散到0.1毫米左右的平均厚度在风、海流及海浪的作用力, 油膜最终被分散成不同形状和大小的碎片胜利油田河口原油和东营原油五天相对蒸发量(试验时间:1990年6月1日一10日)条 件河口原油东营原油室内W=2m/sT=20C18.4%13.4%H=0.05cmT=25C25.6%17.1%室外T=20-25CW=1-2m/sH=0.04cm左 右17.5%13.3%注:风速W 温度T 油膜厚度H(2) 蒸发蒸发是溢油在海上自然消散的主要途径试验证明,原油中20-50% 和汽油中80%以上的低于Ci5的烃类在海洋中的停留时间只有几天,风 浪、气温、日照的加剧会促进原油的蒸发,油的化学成份、油膜厚度等 因素也影响蒸发速度3) 氧化降解在氧气存在下,自然光能使许多石油烃转化为具有生物和化学活性 的化合物试验证明,在自然条件下,一个平均厚度为0.02mm的油膜, 每天至少降解1%油膜厚度越小,日光越强烈,降解速度就越快。

4) 溶解原油中轻分子轻较易溶解于水,但这些组分更容易挥发,因此溶解 过程对海上溢油的消除影响很小5) 乳化乳化作用是溢油在海上分散的另一种形式,乳化有二种类型,即水 包油乳化和油包水乳化乳化作用将增加污染物的体积,通常这种乳化 物极粘,易阻碍溢油的消散,但成为乳化状的油一般仅占溢油总量的 3淋下6) 吸附沉降吸附沉降作用也是水体中去除溢油的重要途径,吸附沉降作用一般 有三种类型:A、轻组分挥发和溶解使残余物密度增加而产生半固态小 球下沉;B、油膜或分散的油滴附着在悬浮颗粒物上下沉;C、溶解的石 油烃吸附在固体颗粒物上下沉 石油烃向海底沉降的速率主要取决于海 水中颗粒物的沉积速率7)生物降解海洋中广泛分布着能够降解石油烃的微生物, 如霉菌、酵母菌等细 菌每种细菌能降解 特定 的 烃类生物 降解 速率一般为 0.001-0.003g/m 3.d ,因此这种降解是一种非常缓慢的过程影响生物 降解率的因素主要是海水中的营养物含量, 尤其是氮磷化合物等, 以及 溶解氧、温度、盐度等2、溢油漂移的预报和监视 预报和监视溢油在海上漂移位置及去向的主要方式有三种:( 1) 利用溢油扩散漂移数学模型计算漂移轨迹;( 2)船舶水面跟踪监视;(3)由机载侧视雷达及紫 / 红外扫描系统组成的空中监视。

胜利油田目 前应用前二种方式对溢油的动向进行预报和监视2.1 胜利油田近海溢油预测计算机系统2.1.1 系统基本原理 影响溢油在海上扩散漂移的因素主要是海风、 海流、潮流、风化作用以及溢油理化特性、溢油量、溢油位置、时间、气温、水温等附加因 素建立海风、 海流、蒸发乳化等作用的数学影响模型, 将各种数学模 型加以结合,并编成计算机程序,向计算机输入溢油时间、初始位置、 理化特性、风力、风向、潮流等相关参数,计算机就可以计算并预测出 海上溢油的动向胜利油田溢油预测系统的数学模型由风场模型、蒸发和乳化模型、 二维流体动力学数值模型以及蒙特卡罗方法湍流弥散模型、 胜利油田近 岸海域潮流数值模型结合而成2.1.2 系统硬件组成系统硬件包括: 586 微机,打印机、复印机等输出设备,、传 真机等传输设备2.1.3 工作流程与预测内容(1)信息资料分析整理a 、溢油状况资料:把来自现场监测的资料,分析整理成计算机输 入参数,包括溢油地点、时间、溢油量、溢油速率、终止时间等b 、气象海况资料:气温、水温、海浪、风场,尤其是把现状和预 测风场(风向、风力)转换为输入风场(风向为方位角、风级为浦氏风 级)。

C、油品及理化性质,根据监测资料从计算机信息库查取2) 启动计算机进行预测运算预测计算内容:a .漂移轨迹预报:输入溢油时间、地点、风况、溢油量等参数, 计算机计算显示影响范围内自溢油时刻起随时间变动的流场b海面油膜扩展与漂浮的预测(3) 预测结果的审编和输出 计算结果包括图像和文字数据,尚需根据现场监测资料进行修正,修正采用人机对话方式,由计算机进行经过修正后的图文最后编辑输出 这些图文包括: 发生溢油事故时的时间、地点、风况、溢油量及油膜漂移路径、扫海面积、油膜厚度、残油量等4)预测结果立即传输给指挥中心5)收集的信息资料和计算结果存入资料库 (溢油漂移扩展预测应用框图见附件一)2.1.4 系统性能这一系统是在胜利油田 1991 年研制开发的“海上溢油单站预报软 件”的基础上加以修改升级而建立的 与原系统相比,有以下特点:( 1) 操作界面使用汉化 Win95;( 2)可随时以时间为参数调出溢油的有关 信息数据(油膜污染范围、厚度及中心位置等);( 3)可随时输入新 的海风参数进行计算;(4)能在486/8M以上微机方便安装和运行;(5) 能从其它数据文件中调用数据; (6)对计算域中参照物可以修改; ( 7)预报精度为 10 小时之内,预测当前位置与相应时刻油膜实际位置距离 不大于 1km;( 8)海水参数可以采取文件输入和界面输入两种形式。

2.2 船舶监视派遣船舶寻找跟踪是观测溢油漂移去向最直接的办法 船舶人员或 携带的仪器可以观测油带长度、 宽度、色彩等数据, 并可准确确定溢油 当前位置和漂流方向 船舶监视与计算机预测相互结合, 可大大提高预 报监视的可靠性,但船舶监视只能在气象海况较为良好的情况下才能实 施,且耗时较多,计算机则可迅速预报3、溢油量的估算方法溢油量的估算有许多种方法 由于溢油泄漏及扩散漂移的随机性和 不规则性, 准确计算实际溢油量十分困难, 因此一般需要通过各种计算 方法,对不同溢油区块、不同时段的溢油量加以计算、累计和平均,从 而算出最大、最小和平均溢油量常用计算溢油量的基本方法有观测法、 截面通量法、计数法等3.1 观测法计算公式:海面溢油量=S>PWXS —海面溢油总面积P —各色彩油膜占总面积的比例V —油膜色彩对应油膜厚度下单位面积油膜的体积—原油密度溢油总面积S、各色彩所占比例P需通过船舶或航空监测取得V 可根据油膜色彩与厚度关系表选取油膜色彩与油膜厚度关系表序 号油膜颜色大约厚度(m )单位面积油膜大约体积(m3/km2)1银白色0.02 — 0.050.02 —0.052灰色0.10.13彩虹色0.30.34二色1.01.05蓝褐色556褐色15157黑色20208黑褐色0.1mm1009桔色(巧克力块)1—4mm1000-40003.2 截面通量法计算公式:Q=兀(t) >Y(t) = (t) >K;t) >H(t)Q —单位时间溢油量—油膜密度m (t)—油膜通过指定点的漂流速度矢量Y (t) — 油膜通过指定点的截面积K (t) —油膜通过指定点的宽度H(t) —油膜通过指定点的厚度其中:m (t)=流+ W风 m 流— 表层海流速度矢量风— 风速矢量— 风生流系数K(t)、咗)、总流、m风等数据需通过监测确定。

3.3 计数法通过观测溢油泄漏点单位时间溢出的原油小球个数和直径计算溢 油量计算公式:Q=V球HNXTXV 球=n d3 * 6Q —溢油量 V 球—小球体积N—单位时间溢出小球个数 一原油密度T—溢油时间 d —小球直径 4、原油指纹鉴别技术4.1 原理概述在已知溢油污染类型和来源的情况下, 可以有针对性地进行溢油回 收处,以便追究责任、加强海上污染管理,达到开发海洋、使用海洋、 保护海洋的目的,所以必须建立一套简便易行且准确可靠的鉴别溢油种 类的方法分析专家通过研究已证明, 由于原始植被、 地质条件及形成时间的 不同,各地区产出的原油在物理和化学性质上存在着一定的差异, 而且 部分特征指标具有相对稳定性 我们把这些相对稳定的、 并能够区分原 油种类的指标通称之为原油“指纹”海洋中原油溢漏后经过不同环境气候条件的作用其组份会受到影 响,并且会影响到“指纹”特征原油入海后,立即受到风、波浪及阳 光、微生物等的作用而发生稀释、扩散、蒸发、溶解、乳化、氧化、聚 合等风化过程, 使其组成和性质发生变化 但是,有些化合物对气候有 抗御能力并可以作为化学识别物和指标, 确保一部分 “指纹”信息能够 保留下来,为原油鉴别提供了依据。

如果海上发生溢油事故,可采集溢油样品,经处理后,用荧光光谱 法和气相色谱法等分析方法按要求进行分析,并取得一系列分析数据 这些数据经归一化处理后,提取特征值和指标 (即“指纹” ) ,这是鉴别 的基础资料 通过用微机对这些资料分析, 将溢油样品与可疑油源样品 及历史档案中资料量化比较, 进行辅助鉴别,以期找出较为相似的油种, 通过最终鉴别即可确定溢油的种类和来源这个鉴别方法必须满足以下要求:1、分辨率和灵敏度高2、准确性和重现性好3、分析迅速易于推广为了建设起一套原油鉴别系统, 1995 年我们立题开展了研究针对 各种鉴别方法的优缺点,在收集大量资料,并结合本区域(胜利油田) 实际情况的基础上, 从联机自动分析和荧光谱图、 色谱谱图、 鉴别指标 的建立及自动判别技术等方面进行了实验探索, 以荧光光谱法和气相色 谱法为重点, 成功开发了一套适合本区域情况、 操作性强、 易于推广使 用且快速准确的溢油鉴别系统, 同时还建立了胜利油田浅海原油 “指纹” 档案库和数据库模型系统主要包括:a、 《原油指纹鉴别方法》;b、 《分析仪器联机软件》;c、 《数据处理软件》;d、 《辅助鉴别系统软件》 这个系统明确了原油指纹鉴别方法和判定标准,使先进技术直接用于实际,能够为原油污染仲裁提供可靠的依据。

指纹鉴别的程序是通过对海上溢油等未知样品进行现场调查和实 验室分析, 将荧光鉴别和气相色谱鉴别结果综合在一起, 并结合现场调 查资料和指纹数据库中的资料进行比较判断,从而确定未知油品的来 源,取得最终鉴别结果流程见示意图接到命令,制定方案现场调查取样样品预处理样品保存样品调查信息管理荧光光谱法分析 气相色谱法分析 样品档案库数据处理及特征指标提取II I 绘制指纹谱图 指纹数据库I 指纹数据库管理指纹谱图档案库I辅助鉴别系统 1综合鉴另卜鉴别结果指纹鉴别目前主要采取的是两种鉴别方法结果一致性原则, 既荧光 法和色谱法鉴别结果一致时,能够确定最终结果;否则定为可疑,并结 合现场调查情况分别查找原因,因此,在很大程度上避免了单一方法的 不足和偶然误差的影响,保证了它的鉴别准确率4.2 原油样品采集和保存方法① 建立指纹库时的已知样品采集方法:可直接从储油容器、输油 管道、井口等油品取样口处接收样品,但应弃去前200ml油,采样量不 超过采样容器容量的2/3,并应采集双样密封后,贴上标签并记录样 品名称、来源、采样日期、时间、地点、编号等样品采集后,如果不 能及时分析,需用蜡封后在避光、低温(3 ± 1.5) C条件下保存。

② 污染鉴别时的未知样品采集方法:在其它不污染样品的器械帮 助下,可用采样容器收集原油样品为确保样品分析,收集的溢油量应 不少于2ml,并同时采集两份以上如果溢油漂浮在海面,应顺风收集, 采样瓶的装液量不得超过容器容量的 2/3 密封后,贴上标签并记录样 品名称、来源、采样日期、时间、地点、编号等③ 填写采样记录:采集样品同时需认真填写采样记录,并记录天 气、环境等情况④ 原油样品的保存:从采样开始直到取得最终分析结果,样品在 现场、运输途中、实验室应严加保存,防止原油指纹发生变化,并避免 其它有意无意的篡改 采集的样品应及时分析, 如果不能及时分析, 也 应用蜡封后在避光、低温(3 ± 1.5) C条件下保存必要时可使用惰性气 体置换样品瓶中的空气,并在低于-10 C的条件下保存4.3 样品处理方法用干净的称量瓶称量 0.5000±0.0001g 油样于离心管中,加入 5mL 经处理合格的环己烷,用玻璃棒搅拌至溶解全部溶解后加入 1g 无水 硫酸钠以除去残留水分, 然后在离心机上以 3000r/min 的速度离心, 除 去沥青等杂质,将上清液倒入10mL容量瓶内,再加少量环己烷重复上 述操作,直至将无水硫酸钠洗至黄白色为止。

将上清夜合并于容量瓶内, 用环己烷定容至10mL此溶液浓度为50mg/mL密封后,贴上标签,待 分析用4.4 样品分析原油样品有各自特定的荧光响应, 利用荧光仪在测定中可连续改变 激发光波长和连续改变发射光波长的特点, 选择了包含丰富信息量的三 维荧光光谱分析方法 在相同实验条件下对溢油和可疑溢油源样品进行 测定,基于相同的油品具有相同的荧光指纹特征这一原理, 通过比较溢油和可疑油样的荧光光谱可进行溢油源鉴别原油样品用带有氢火焰离子化检测器和玻璃毛细管柱的气相色谱 仪在相同的色谱条件下测定 采用毛细管气相色谱分离技术和高灵敏度 的火焰离子检测器 (FID), 对原油进行组份分析,可以分离出原油中 n-C17、n-C18、n-C19、n-C20、植烷(Pr)和姥鲛烷(Ph)烃组份信息,作 为鉴别原油样品的基本指标,达到鉴别溢油的目的4.5 指纹鉴别方法和指标① 荧光鉴别指标a 、一般形状和轮廓的相似性b 、图谱特征的一致性:主要峰个数、相对位置、相对峰高等② 色谱鉴别指标:a 、一般形状和轮廓的相似性b 、图谱特征的一致性4.6 原油指纹库的建立已知来源的原油指纹是鉴别未知原油的基础数据, 为了做到更准确 的鉴别,必须收集大量的已知来源的原油指纹。

原油指纹库的建立就是按照一定的规律采取有代表性的原油进行指纹分析,并利用计算机来管理原油指纹标准档案的过程4.7 指纹图例① 荧光指纹图例胜利浅海CB151井胜利浅海CB20井MO, - - - r I - I - | - I - # B -453400xw'yy / r (■ f.i»r”刁币『匸匸—j•-- -.■' |T I■ r 厂 —f f 登丹二.空• '- "J-' ■ :二二 L dk2DC 290 SOO 3» 400 4S0 B4D MO胜利浅海CB21井胜利浅海CB253井胜利油田孤岛原油胜利油田滨南原油胜利油田东辛原油胜利油田胜坨原油胜利油田现河原油大港油田原油大庆油田原油BM咖辽河油田原油②色谱指纹图例4.8 指纹技术应用实例1996年11月1日至11月13日在桩西北侧近岸海域和飞雁滩近岸 海域分别发现两次不明飘油,我们根据安全环保处的要求立即派人进 入现场调查取样,通过系统的分析和鉴别,确定了这两次不明飘油的 来源是“胜海八井”4SD■4003S0290胜利油田胜海8井荧光指纹图谱■ r:--.■>■. <-• 一-JuLl—” d ■. il k —~~_ s _ i -3« #50 4C4海上未知漂油1号样荧光指纹图海上未知漂油2号样荧光指纹图胜利油田胜海8井色谱指纹图谱■ 'I : 4 II - n Ifil fin* K • ・:LM K ml ■HiRpir aizH 壮 詳海上未知漂油1号样色谱指纹图海上未知漂油1号样色谱指纹图原油指纹鉴别技术能够迅速、准确地分析海上溢油和可疑油源样 品,从而判断出溢油的来源,为及时清除海上溢油污染提供科学依据。

此外,原油指纹鉴别技术同样可用于陆地上湖泊、河流中溢油的鉴别三、海上溢油处理技术(一)机械收油法 清除水上溢油最常用的方法是使用各种围油栏围住溢油, 尽量防止 其扩散,并将水下油汇集成较厚的油层, 以便使用各种收油机械将溢油 回收1、防止溢油扩散 —围油栏 防止溢油扩散主要是根据气象海况选择和布设合适的围油栏来拦 截阻止溢油随水流扩散1.1 围油栏 国内常用的围油栏有固体浮子式、分体浮子式、充气式、防火式、 吸附式等品种1.1.1 固体浮子式围油栏以聚苯乙烯或聚氨酯泡沫为浮体,外包 PVC增强塑料布或橡胶制 成,具有价格便宜、操作简便、使用寿命长等优点,特别适用于长期布 放性能特点:围油栏由浮子、 裙体和快速接头三部分组成, 布栏使用方便, 结构 为横木式,稳定性好,抗风浪能力较强,围油栏裙布疏油,坚固耐用, 易清洗维修青岛产固体围油栏主要技术参数和性能指标型号水上 、 k 1 、 <咼度mm水下, 、 ' 1 、 <咼度mm单体 长度m抗拉 强度KN最大 浪高m最大 风速m/s最大 流速m/sGWL80030040020300.5101.5GOW1000 40050020501.0152.0GW90032046020501.0151.5GW110039061020801.5202.0使用范围:GW900、GWL800GOW100型抗风浪能力较低,适用于河、湖、浅 海等水面较为平稳的水域。

GW1100是大型围油栏,可用于近海风浪、 潮流较大水域1.1.2分体浮子式围油栏围油栏的主体是高强度橡胶平带,两侧另粘上浮子袋,浮子袋根据 需要可做成开口和闭口两种形式,浮子袋开口型的一种,固体或充气式 的浮子可方便地装入袋中或取出性能特点:避免了固体浮子式围油栏的笨重不便,又免去了充气围油栏需要动 力和充气的麻烦,操作简便,强度高,抗风、抗流能力较强,适用于长 期布放,因采用机械化布放,机动性好,因此尤其适用于溢油事故的紧 急处理青岛产分体围油栏主要技术参数和性能指标型号水上 、 k 1 、 <咼度mm水下 、 k 1 、 <咼度mm单体 长度m抗拉 强度KN最大 浪高m最大 风速m/s最大 流速m/sFTW900320460201001152.5FTW1100360560201201.5203.0使用范围:FTW900型适用于河、湖、浅海等较为平稳水域,FTW110型适用于 近海风大、浪高、流急水域1.1.3充气式围油栏充气围油栏的主体一般由高强度橡胶制成,浮力由充气室提供,外 配液压动力站及充吸气机向充气室充气,停止使用时围油栏一般卷在一 个液压收放集装箱内或液压绞盘上性能特点:强度高,使用寿命长;耐油、耐磨性能较好;随波性、稳定性、滞 油性较强,可卷绕收存、运输,现场充气后布放,因此机动性较强,收 放机械化,省力、安全、速度快。

青岛产充气围油栏主要技术参数和性能指标型号QW2000(海洋型)QW1500(海湾型)QW1100(港口型)全高(mm200015001100水上高(mm)600500300水下咼(mm)1100750560最大工作负荷(KN)200200100工作压力(Kpa)< 15< 15< 15最大浪高(m)321最大流速(m⑸333最大风速(m⑸202015集装箱尺寸2.7 >2.0 X2.2 >2.0 >2.0 X2.0 X长x宽>高( mHmrn).0.0.0胜利油田进口充气围油栏主要技术参数表型 号(产地)海湾1500(英国)海湾1500(丹麦)气室长度(m)33气室容积(L)440450有效咼度(m)1.51.2水上高度(m)0.60.5水卜咼度(m)0.90.7工作温度「C)-30 —70-40 — 60直线拖曳速度(节)3.53U形扫油速度(节)<0.75< 0.75抗风等级25m/s6级最大浪高(m)2.52抗拉强度(KN)200200每节充气时间(s)30适用范围:海湾型适用于河、湖、浅海水域,海洋型适用于风大、浪高、流急 的水域由于强度较高,适用于双船 U型扫油作业,U型中部集油区可 拖挂撇油机或收油机。

因采用机械化布放、机动性好,尤其适用于溢油 事故的紧急处理1.1.4 防火围油栏有阻燃型和防火型两种阻燃型采用特种复合材料,其铝箔外表面 可辐射90%以上的热量,并可以把热量向水中传导,其内部为耐火织物 防火型防火功能部分采用耐高温的金属材料制成, 利用金属导热,性能 好的特点,向水中导热,防止升温溶化性能特点:为横木结构,稳定性较好,抗风浪防火型耐火时间达 30分钟以 上,可直接与流淌火接触阻燃型须与泡沫灭火剂配合使用国产防火围油栏主要技术参数和性能指标型号全高(mm)水上高(mm)水卜咼(mm)抗拉 强度(KN)最大 浪高(m)最大 水速 (m/s)最大 流速 (m/s)FW900900300480501.0151.5适用范围:可用于对易燃易爆液体及轻质油码头的消防围栏,防火型还可用于 人工燃烧处理溢油1.1.5 吸附式围油栏吸油拖栏一般由片状、圆筒状吸油材料与浮体结合组成,一些膨松 状吸油材料可直接制成围油栏性能特点与使用范围:既可U型拖带吸附清除水面溢油,又可用在 水面拦截溢油,具有双重处理能力,收油效率较高;围油栏质量很轻, 较易布放回收但围油栏强度较低,在风浪、流速较大时容易破裂,因 此适合在较为平静水面使用。

国产吸油拖栏(吸油纤维制成)技术数据型号质量kg/m宽度m每节长度m最大U型拖 拉速度吸油能力kg/mXTL-P8001.250.8202节约13XTL-Y2202.15102节约221.2 围油栏的使用1.2.1 围油栏的海上拖带(1) 围油栏的拖带主要有三种形式:直线拖带、曲线拖带和U型拖 带a. 直线拖带是单船拖带,围油栏呈直线前进,主要用于围油栏的铺 放和回收;b. 曲线拖带也是单船拖带,围油栏呈曲线前进,主要用于围油栏的 布设;c. U型拖带是双船拖带,围油栏呈U型前进,主要用于扫油和转移 溢油拖船围油栏a.直线拖带c. u型拖带其中,V是拖带速度与水流速度的矢量和顺流拖带时, V等于拖速与水流速之差;逆流拖带时,V等于拖速与水流速之和b. U 型拖带的近似拖带力 围油栏水下部分的水阻力:2F 1=254.8A1V12式中:A—围油栏水下部分面积 V i—拖带速度围油栏水上部分的风阻力:2F 2=254.8A2(V2/40) 2式中:A—围油栏水下部分面积 V 2 —风速则拖带力::珥l+p 2拖带方向与风向相反,拖带力是 Fi与F2之和;拖带方向与风向相 同,拖带力是Fi和F2之差。

4)拖船功率根据经验,一般按每200KNB力相当于船内发动机1个额定马力计 算5)拖缆绳一般采用丙纶绳或尼龙绳,拖绳长度一般为 30—50米1.2.2 围油栏海上定位布设(1)围船布栏围油栏围船布栏方式主要有二种:a. O 型布栏:主要用于钻井、采油平台试油溢油应急监护、采油 平台或油轮溢油封闭性围截等 布栏时通常是沿着船舶或平台的周边用 单船曲线拖带的方式将围油栏布置成0型;围油栏布栏长度〜船长X 2.5 X 2b. D 型布栏:主要用于码头油轮清舱或原油装卸时的溢油应急监 护,也可用于拦截沿岸石油工业排放入海的含油污水 布栏时通常借助 岸壁,将围油栏沿船舶或污水排放口的周边布置成 D型围油栏平台(2)拦截海上漂流溢油的定位布栏主要布栏方式有U型、W型, 一般采用单船曲线拖带方式进行布放, 如有小船配合布放投锚则更为便捷U型布设较为简单方便,围油范围宽,适用于大量溢油,但易受到 风浪冲击,不宜长期布设;W型布设较为困难复杂,但抗风浪能力较强, 围油较为集中,适合于长时间布设及栏截少量分散溢油b. U 型布设围油栏都有它的临界拦油流速,当实际流速大于临界拦油流速时, 溢油就会从围油栏下流走, 因此布栏时围油栏必需与水流成一角度以减 小水流作用于围油栏的速度矢量。

围油栏与水流方向夹角计算公式如 下: =arcsinV 临V流(3)围油栏的锚定当围油栏定位布设时, 一般用铁锚固定在海上, 防止被水浪冲击变 形或漂移a. 锚的类型、重量与数目 主要根据围油栏受力和锚的固着力来确定,一般采用 35KG、80KG、100KG勺四爪锚,每40米围油栏需一个锚b. 锚绳及其长度锚绳一般采用①20mm尼龙绳,在连锚处采用①10mm锚链,锚绳长度一般为 3 倍以上水深,锚链长度一般为 3—5 米2、溢油回收 —撇油器 所有勺撇油器都由油回收装置、 某种形式勺浮体或支撑装置以及回 收油勺泵组成 比较复杂勺设计则配备自航设备、 两个以上勺回收装置 及贮存污油装置或油水分离设备撇油器一般采用两种基本方法 —吸式和粘式回收溢油 吸式勺基本 原理是通过泵或空吸系统直接从溢油水面或通过围油堰吸油, 这种方法 吸污油勺含水量较高, 因此不易堵塞输油软管, 但需要更大勺容器收集 污油水吸式撇油器适合回收不同粘度勺溢油,应用较为广泛粘式撇油器由亲油材料做成带、桶、盘或由合成亲油纤维绳组成, 回收勺油水油比水比率高,这种撇油器适合回收中等粘度溢油撇油器的撇油部分设计在油与水分界面的位置上, 一般采用能自动 调节水平的装置来达到。

撇油器回收作业和输送污油的动力一般由电动机或柴油机及液压 系统提供常用撇油器根据回收方式可分为两大类: 吸式撇油器有螺杆泵式、堰式、真空式等种类 ,粘式撇油器有圆 盘式、滚桶式、带式、吸油绳式等种类胜利油田目前应用的撇油器主 要有圆盘式撇油器、螺杆泵式撇油器、吸油绳式收油机等2.1 圆盘式撇油器(英国产 50 型)(1)构造及工作原理撇油器铝制框架内有四组转动圆盘, 由各自的液压马达驱动, 撇油 器中心是聚油漏斗, 内有浮子控制的液压驱动泵; 铝制框架外挂浮桶为 撇油器提供浮力撇油器工作时由亲油金属制作的圆盘在水中转动将油 沾起,通过塑料刮板将油刮入中心漏斗, 积聚到一定高度后抽油泵启动, 将油抽走工作动力由柴油机提供,液压驱动2)性能特点a. 回收油类型:适合于回收轻质油或中等以下粘度原油,不能回 收结块油b. 回收能力:收油速率原油 50m3/h 、柴油 17m3/h ;收油含水量较 少,含油量可达 95%,适用于中等以上规模溢油回收c. 工作环境:可在浅海、近海等水域使用表面坚固,对气象海 况适应性较强,抗风等级 5—6 级d. 设备技术参数:外形尺寸:2.26 X 2.26 X 1.4m重量: 1.1T吃水: 0.36 — 0.42m(3)使用方式 一般需与围油栏协同收油,由船舶吊机吊入海中回收作业。

2.2 螺杆泵式撇油器(丹麦产DS210 DS15Q型)( 1 )构造及工作原理 撇油器主要由螺杆泵和浮子组成有三个浮子使撇油器在水中漂 浮,最大的一个可通过充气或抽气改变浮力, 将撇油器的入油口控制在 水和油的界面上, 另外两个浮子用于调整入油口高度使之保持平衡 溢 油通过入油口流入撇油器内,以动力块提供的液压动力使螺杆泵旋转, 直接将油泵出,通过高压管组上的输油管将油收集到储油容器 2)性能特点a. 回收油类型:有较强吸力,可回收粘度较高溢油;螺杆泵破碎 固体能力极强,因此可回收冬季结块溢油b. 回收能力:回收油水中含油量达 45—95%c. 工作环境:可在浅海、近海等水域使用,抗风等级 5—6 级,油 层厚度较高时收油效果更好d. 设备技术参数:① DS210型收油速率: 50m3/h外形尺寸:2.5 X 1.7 X 0.7m重量: 0.2T② DS150型收油速率: 15m3/h外形尺寸:1.8 X 1.5 x 0.5m重量:0.12T(3)使用方式一般与围油栏协同收油,由船舶吊机吊入海中作业2.3 绳式收油机(青岛产SS型)(1)构造及工作原理收油机由主机动力及亲油绳、滚压机和导向轮等部分组成。

亲油绳 采用亲油疏水的聚丙烯,由主绳与编织在主绳上的聚丙烯膜裂纤维构成 松软的拖缆在工作时,将拖缆布设于含油水面,漂浮于水面的亲油绳 将溢油吸附在拖缆上,收油机开动时,因亲油绳呈一封闭环形传送带, 吸附溢油的拖缆通过挤压锟,将吸附的溢油挤压到集油箱中,而经挤压 出油的亲油绳又重新进入水面吸附溢油2)性能特点a. 回收油类型:低粘度溢油b. 回收能力:收油量较低,回收油含水10— 50%适用于小型 溢油或残油处理c. 工作环境:适用于海洋、港口、江河湖泊,还可用于工业含 油污水排放的场所水面较为平静的状态下使用效果更好d. 设备主要技术参数和性能指标型号亲油绳直径mm收油速率m/h动力KWSS0.3800.30.18SS515053SS10240105.5(3)使用方式一般用吊架或吊机将收油机悬吊在溢油集中处上方, 调整悬吊高度 使收油绳接触溢油部分尽量长 和围油栏协同作业可提高收油机的工作 效率3、回收油的储存在溢油回收作业中, 为保证撇油器持续工作, 在回收溢油的同时需 准备好储油设备常用的储油设备有以下几种:(1)收油驳船,储量较大,可用于大量溢油或长时间处理回收2)浮动油囊,储量较低,多用于收油初期或应急储油之用,可浮 动在水面,储满后用船舶拖走。

3)快装罐,可方便拆卸安装,储量较低,一般用于收油初期及应 急储油4)油罐车,适用于岸边溢油回收储存二)化学分解法 使用化学分散剂(消油剂)分解和清除溢油是处理海洋溢油污染的 有效方法和技术手段之一,应用十分广泛化学分散剂在紧急抑制溢油扩散、 清除机械设备难以回收的溢油等 方面可以发挥良好的作用 但分散剂具有较低毒性并可对环境造成一定 影响, 因此在溢油清除中, 应优先考虑机械回收等其他方法, 如需要使 用消油剂, 必须遵守国家海洋局颁布的 《海洋石油勘探开发化学消油剂 使用规定》以及地方环保部门的有关规定1、分散剂分散剂是一种加有溶剂的表面活性剂 它可以减少油水界面的表面 张力,使溢油分散成微小的油滴,并在水中被稀释和被微生物降解分散剂在深水海域应用时, 由于海水的动力作用强烈, 故在施用后 很快就会和分散的油滴一同被海水冲淡消失, 不会形成对海洋生物的危 害但在滩海无潮区或屏蔽海区使用时, 则有可能长期留存于水中而造 成某些影响目前的分散剂有两种类型, 即普通烃型分散剂和浓缩型分散剂 前 者用烃类熔剂并在其中加入 15— 25%的表面活性剂,使用时与所处理溢 油的剂油比 1:1 至 1:3 。

浓缩型分散剂用酒精或甘油类的溶剂并加入较 高浓度的表面活性剂, 这种分散剂使用前无需稀释, 与所处理溢油的剂 油比为 1:5 至 1:30 分散剂中溶剂的作用是穿透水面的油膜而使所携带的表面活性剂 到达油水界面而发挥作用 当水面浮油的粘度过高时, 分散剂往往还未 能渗透过油膜就已在海水运动的情况下容入海水而不能发挥应用作用 因此,当水面溢油的粘度高于 2000 厘泊或者其倾点近于海水或大气温 度时, 均不宜使用分散剂 此外,溢油在空气中长期暴露也会使粘度增 高甚至形成硬膜所以,只有在发生溢油后的前 1至 2天内对水面浮油施用分散剂才能取得较好效果对于潮间带的溢油, 当环保规定允许施用分散剂时, 应在即将涨潮 之前施用 这样可藉潮水的动力强化分散作用, 同时也可以由潮水将分 散剂及时冲走,以免渗入海滩在岸滩地区,一般只有清理的后期对一些小片粘附溢油进行清洗时 才有选择地施用分散剂 在这种情况下, 普通烃类溶剂的分散剂由于对粘油有较强的溶透能力,所以效果较好但在滩区应用分散剂时,应在30分钟内用水将该施用区冲洗干净,以免分散剂渗透入海滩化学消油剂的技术指标(国家标准)外观清澈、透明、不分层粘度(mms ) 30 C<50燃点「C)>70乳化度(%)30sec>6010mi n>20生物降解度(%>30鱼类急毒性24h(暇虎鱼)LC 5°(mg/L)>30002、分散剂的喷洒在水面上可以用船舶或飞机喷洒分散剂。

用船舶喷洒时,可在船甲 板两则装设喷洒臂或喷洒机,在喷洒的同时,借船航行造成的水流作用 强化分散效果使用飞机喷洒能监视溢油区全貌和选择最佳喷洒区, 因 此喷洒效率很高,但使用飞机费用较高目前国内常用船舶喷洒2.1船舶喷洒作业方法(1) 作业准备•应熟悉国家海洋局和地方环保部门有关使用溢油分散剂的规定•指挥人员要选择适宜的时机,在溢油未形成油包水乳化液之前, 向油膜喷洒溢油分散剂,才能获得良好的分散溢油的效果•尽可能使用收油机、吸附材料等方法,将溢油回收上来,减少油 膜厚度,然后再使用溢油分散剂•备有专用的喷洒设备,可获得较好的使用效果2) 喷洒•对水面溢油喷洒溢油分散剂时,应适当调节喷洒设备的喷洒速率 和运载工具的移动速度,以获得适宜的剂量•喷洒应从上风处开始,向下风处进行;先向油膜周边喷洒,逐渐 向油膜中部进行•应充分利用风浪、 船首波和螺旋推进器的搅动作用; 没有上述条 件时可借助水龙射水或拖带搅拌装置对喷洒部位水面进行搅动•滩岸在溢油到达前抢先喷洒溢油分散剂, 可减少被污染程度和清 污工作量•岸壁、岩石、船舷、等被油污染处应少量多次喷洒溢油分散剂, 喷洒后要有一段浸泡时间, 再用高压水枪冲洗, 困难的地方要用高压热 水清洗机清洗配合刷洗。

3)喷洒后•及时观察处理效果, 适当调节喷洒速率或航速, 剂量不足处可再 喷洒处理•处理结束时及时清洗喷洒设备, 整理好以备再用; 对船只及用品 落上的溢油分散剂也应及时擦洗干净2.2 溢油分散剂用量一般用量为溢油量的 20%左右,可根据环境条件和油品种类适当调 整,但最大用量不宜超过 90%2.3 船用喷洒设备胜利油田应用的喷洒装置有轻便手持喷枪型和船用喷洒臂型两种1) PSB-130型(加装喷洒臂)船用喷洒系统组成:动力机、泵、吸排管、喷洒臂动力机: 1 75柴油机泵:循环式直吸离心泵工作参数:最大喷洒量 18m3/h喷射压力 0.4mpa喷洒宽度 30m(2) PS-40型喷洒机组成:动力机、吸液泵、喷枪、吸排管动力机:PS40C型为170型柴油机、PS40D型为电动机喷枪:采用直流、雾状两种喷洒方式工作参数:最大喷洒量 2.4m3/h喷射压力 1-3mpa水平射程 10m(三) 其它常用方法 溢油污染处理还有其它许多方法和技术,如使用吸油材料或吸油 剂、集油剂、沉油剂、乳化抑制剂、微生物降解、燃烧、激光点燃、网 捞等,但这些方法都有一定的局限性, 有的技术目前尚处于开发试验阶 段。

国内比较常用的方法有使用吸油材料、收油网网捞或人工网捞等1、吸油材料吸附法 有些天然材料如麦秸、稻草、锯木屑、木质纤维、火山灰等经化学 剂处理后具有良好的吸油疏水性, 用聚乙烯、 聚丙烯、 聚氨脂等制成的 人工合成材料也具有良好的吸油性,因此这些材料可以用于溢油清除人工合成吸油材料可以制做成条状、 卷状、膨松状以及块状等多种 形式,以适应不同的清污作业的需要 吸油绳式收油机、 带式或滚桶式 撇油器等都是使用这些材料 吸油材料可放入拖网或直接投入水面吸附 溢油,也可制成围油栏增加拦截效果和收油量吸油材料的特点是重量轻、吸油效果好、能吸收不同粘度溢油、可多次重复使用,使用方法简便在以下几种情况下使用效果良好:(1) 少量和中等数量的溢油;(2) 对经过撇油后残余的浮油进行最后清除;(3) 撇油器和围油栏使用受限制的地方(如有大量杂物或冰块的地 方,海况恶劣的地方);(4) 拖扫海滩或海岸线国内生产的熔喷聚丙烯工业吸油材料具有重量轻、 吸油量大、价格 低等特点,应用比较广泛,可用于海上溢油回收、水面污油清除、水体 防护清理、围堵油污泄漏等熔喷聚丙烯吸油材料品种与使用说明产品名称使 用 说 明吸油抹布替代棉丝擦拭设备油污,厨房油污,清理水面油污吸油缆系于河岸、拖船控制水面油污扩散,防护堤岸、水面被 溢油污染;围成环状用小艇拖带清扫水面清除溢油,紧 急时承接或围堵泄漏设备吸油索吸油链吸油枕吸油毡投入被油污的水中,或承接围堵泄漏设备注:吸饱油后立即处理妥当,或焚毁,或使用挤油器回收利用; 使用温度w 120C,作业时不要同时使用消油剂; 吸附易燃性液体时,应避免静电引起火灾。

熔喷聚丙烯吸油材料吸油性能表项目吸油毡吸油链吸油枕- 索吸油缆吸油抹布棉丝吸 油 倍 数0#轻柴油1017131518520#重柴油1222141624610#主轴油11392526 :408CA3C机油165648505610油渗透时间(秒)8153114吸水率(%613317302、网捞胜利油田使用的捞油网有二种,一利是专用收油网,由单船拖带扫 油,扫油量较大;另一种是自制小网,人工捞油,用于回收少量分散油 块网捞可用于寒冷水域捞取高粘度巧克力冻或块状浮油, 在轻质油回 收困难时,也可以在喷洒凝固剂形成冻状或块状后用收油网回收四)不同类型溢油处理方式举例1、 中、大型溢油(溢油量10吨以上)处理简要流程:(1) 由应急船舶拖带围油栏呈U型截油扫油,或将围油栏定位布 设在溢油源周边;(2) 选择合适的撇油器施放入海收油,如高粘度油可选择螺杆泵 式撇油器,低粘度油选择圆盘式,分散油片可使用支臂式吸油拖栏单船 收油,或使用绳式收油机;(3) 喷洒少量消油剂或施放吸油毡清除残油2、 小型溢油或小片分散油膜作业简要流程:(1) 使用支臂式吸油围栏单船收油作业,或使用绳式收油机;(2) 喷洒少量消油剂或施放吸油毡清除残油。

3、 巧克力冻或块状溢油采用单船拖带收油网扫油收油,人工操作小网收捞小块分散溢油4、 恶劣海况下溢油紧急抑制清除经主管部门批准后,采用船舶喷洒方法喷洒消油剂5、机/ 柴油可使用支臂式吸油围栏围油扫油, 喷洒消油剂或施放吸油毡清除残 油,大型柴油泄漏,可按中大型溢油处理方式处理 6、岸滩、港口溢油可沿岸使用小型收油机或撇油器, 或使用自航式小型收油系统 滩 涂溢油可使用真空式收油机回收, 上岸溢油可使用分散剂清除, 如岸边 能行驶车辆,也可使用铲土设备将含油污泥或沙石铲出运走四、海上油田溢油应急计划的编制海洋石油勘探开发作业者编制周密的溢油应急计划对于防止作业 溢油事故, 迅速有效有计划地清除溢油污染十分重要 同时,编制和审 报应急计划也是海洋环境保护管理的要求之一, 根据《海洋石油勘探开 发环境保护管理条例》,凡在中国管辖海域从事石油勘探开发的作业者, 应在作业前根据作业规模、 海域的自然环境和资源状况制定溢油应急计 划,并审报国家海洋部门批准 这里仅对海上油田溢油应急计划的编制 方法与内容作一介绍, 海上油田钻井、 试油等作业的溢油应急计划可根 据国家海洋局制定的《海洋石油勘探开发溢油应急计划编报和审批程 序》中有关要求和规定进行编制。

根据《海洋石油勘探开发溢油应急计划编报和审批程序》 ,作业 者编制油田《溢油应急计划》至少应包括以下内容:序言(油田作业情 况、原油性质等)、应急组织机构与联络、海上油田溢油风险分析、溢 油事故的报告与处理方式、 油田溢油应急能力、 油田附近海域环境资源 状况等以下对计划必须编制的条款及内容进行说明1、序言1.1 制订计划的目的与范围制定计划的目的是保护海洋环境、 减少海洋石油污染 所考虑的溢 油范围是油田作业海域1.2 油田作业情况 包括海上石油勘探开发作业区域位置,海上原油产量、地质储量、 油层深度、含油面积等勘探开发情况, 海上油井、钻井平台、采油平台、 油轮、 海底输油管线等作业设施的数量及分布位置, 油轮、 海底输油管 线输油量等1.3 原油性质 说明原油的密度、粘度、凝固点、闪点、含硫量、含蜡量、沥青 量、油气比等物理性质及其特点1.4 培训和定期演习计划 介绍平台、油轮、油井、输油管线等设施作业人员及油田专职溢油 回收人员在防止溢油污染、 回收处理溢油方面的技术培训情况, 年技术 培训和定期溢油应急演习简要计划2、应急联络2.1 应急组织机构应急组织机构一般由油田溢油应急指挥中心 (由油田主管领导、 海 上安全应急、环保、生产调度等管理部门的人员组成)、海上勘探开发 各作业公司、 油田专职溢油回收处理部门、 国家海洋局有关海区分局及 地方政府海洋环保管理部门等相关单位组成。

应绘制应急机构联络表说 明各部门的相互关系2.2 人员职责分工; 说明应急机构各部门在防止和处理溢油事故中的具体分工、 各部门 及其负责人员的岗位职责,应急时的工作内容与要求2.3 作业者与主管部门的联络方式 应急机构各部门及其负责人的通讯联络方式, 包括通讯地址、 办公 及住宅号码、 号码等; 海上平台船舶无线通讯的方式、 频道频 率等,其他相关单位的通讯联络方式3、溢油风险分析 对油田勘探开发期间可能发生溢油的环节、部位进行分析和评估3.1 钻井、采油平台钻井、修井、试油等作业中可能发生井喷溢油;3.2 钻井、采油平台、油轮、油井火灾可能引发的溢油;3.3 钻井、采油平台与油轮碰撞,油轮触礁、搁浅等海难事故可能可 能引发的溢油;3.4 海底输油管线因海蚀、热胀冷缩或船舶碰撞等其他外界因素造成 破裂引发的溢油;3.5 自然灾害如地震、风暴潮、冰凌等可能引发的溢油,采油平台、 油井、油轮等设施人为因素“冒舱”、“冒罐”引发的溢油,其他因素 溢油4、溢油事故的处理4.1 溢油事故的报告(1)报告程序 为尽快清除溢油污染, 发生溢油事故后, 有关责任者或目击者应立 即向油田溢油应急指挥中心及专职溢油处理部门报告; 油田溢油应急指 挥中心应在 24 小时内向国家海洋局有关分局报告事故及处理情况;溢 油事故处理完成后, 事故责任者、 溢油清除部门应向油田溢油应急指挥 中心上报溢油事故调查处理情况书面总结报告, 油田应急指挥中心向总 公司安全环保局、国家海洋局分局上报溢油事故调查处理情况报告。

2)报告内容; 发生溢油事故时,责任。

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