化学消油剂在水域溢油应急处置中的应用
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03
摘 要:合理地正确使用化学消油剂是水域溢油应急处理中的重要技术手段之一。文章介绍了消油剂发展上流通的化学消油剂,对高黏稠油(如高黏度重油、高蜡质油等)以及在低温(10℃以下)下使用,还存在着乳化率低或无效的弱点。费用昂贵,消油剂的用量起码为溢油量的20%以上,以30%~40%为好,而有时在处理粘度小或薄油层时耗量更可达到溢油量的100%。在实际处理大规模油膜时,采用如此高的消油剂和溢油量的比值导致处理价格相当高。消油剂通常要采用特殊装置如船舶、飞机进行喷洒,飞机喷洒用于处理不规则的大片油膜,覆盖海面的油膜厚度不一,所喷的消油剂不可能都与油膜相遇,造成消油剂的大量浪费,增加了处理成本。
消油剂的使用受时间和地点的限制。
五、影响乳化分散效果的因素
在抗溢油的实践中,化学消油剂的乳化分散效果,除主要取决于化学消油剂本身性能外,还受油的性状(黏度、倾点、组成)和环境条件(水稳、水分含盐量、水动力作用)等因素的影响。因此,了解这些因素的影响,对化学消油的应用是至关重要的。
1.油黏度的影响
一般常用的化学消油剂只适用于黏度原油(300 CSC以下)和中黏度原油(2 000 csc以下)的乳化分散处理。对高黏度原油(2 000 CSC以上)是难于乳化分散的,甚至喷与不喷化学消油剂的作用效果是一样的。例如,高黏稠原油、高腊质原油以及风化油(巧克力奶油冻)、焦油球等。
2.倾点的影响
实践证明,化学消油剂只能对流动的油有效,而对凝集成块或形成硬表面的油,由于化学消油剂不能渗透其中,甚至较快的从其表面滑落水中,就无法使油乳化分散。因而,使用化学消油剂的环境温度应高于石油的倾点温度。但考虑到石油是一种以烃类为主的多点组分混合物以及倾点本身表征石油特性的局限性等因素,并非各种原油都要在其倾点温度下,被化学消油剂乳化分散而转入水体中。例如,渤海埕北B平台原油倾点温度为9.5°С,但可使其化学分散的温度至少要在14°С以上。这种情况大多发生在倾点温度较低的原油。对于倾点温度较高的原油,皆可在其倾点温度下有较好的化学分散性(原油黏度低于2 000 csc)。因此,使用化学消油剂处理溢油时,其环境水温应不低于拟处理油的倾点,最好要高于拟处理油的倾点5°С以上。
3.组成的影响
国内外的许多研究结果表明,黏度相同的原油,具有不同的乳化效率,甚至可相差l倍以上。其主要原因是由于原油中固有的天然表面活性物所导致的结果。天然表面活性物的存在,信捷职称论文写作发表网,增大了原油的油一水界面张力,降低了化学消油剂对油的乳化分散效果。原油的化学可分散性,并非仅由黏度的单一因素所决定的。
4.温度的影响
国内外的研究结果都已证实,对给定的受试油和化学消油剂,其乳化分散效果是随温度的下降而降低。目前国内外市场上流通的化学消油剂商品,水温大都要求在15°С以上使用,否则会影响其乳化分散效果,并可能加重海洋环境负荷,不利于海洋的自净化过程。
5.盐度的影响
消油剂主要用于海面溢油处理。有关盐度对其乳化分散效果的影响,国内外的研究结果表明,化学消油剂对油的乳化分散效果是随环境水体盐度的增加而提高。盐度的影响主要是表面活性剂的HLB值,使其表面活性提高。
6.其他因素的影响
除前边所讨论的影响因素外,还有诸如化学消油剂的用量、喷洒技术(喷洒方法及其设备)以及水动力波作用等,皆可对化学消油剂乳化分散效果造成影响。
六、消油剂合理使用与科学管理
1.消油剂检验核准
消油剂的检验核准是一项政策性和权威性极强的工作。交通部海事局于2000年10月27日颁布了《消油剂产品检验发证管理办法》。规定消油剂产品必须由经过认可的检验单位进行检验,并取得中国海事局颁发的有效的产品型式认可证书。产品检验项目有:外观、PH值、燃点、粘度、乳化率、鱼类急性毒性和可生物降解性。检验必须符合交通部标准JT2013《溢油分散剂技术条件》的要求。至2005年6月中国海事局发布认可的消油剂产品列表如下。
表1中国海事局发布认可的消油剂产品列表(至2005年6月)
2.海事部门对船舶、码头、设施使用化学消油剂作业实行严格的行政许可制
船舶、作业单位或其代理人应具备条件:1、申请使用的化学消油剂为交通部海事局认可;2、符合《溢油分散剂使用准则(GB 18188.2—2000)》规定的使用条件;3、使用方法符合《溢油分散剂使用准则(GB 18188.2—2000)》的规定;4、申请使用的数量与处理的溢油适当,并提交材料:①使用化学消油剂申请;②拟使用消油剂的品种型号及使用说明材料;③说明申请使用消油剂的使用区域和污染情况、使用方法、使用时间、计划用量、使用理由和对使用效果的预测的材料;④有关专家或相关人员的评估意见(大量使用时);⑤使用化学消油剂情况报告(经批准使用后提交)。
3.使用分散剂时,需要考虑使用时间以及地点的限制,还要注意使用现场的具体情况,如溢油区域的气象、水文、海况、溢油状态、油膜类型、乳化程度油膜厚度等
溢油入海后,通常经过2小时便形成所谓“巧克力奶油冻”,含水率达到60%,消油剂对其无能为力。因此,在处理海面溢油时,消油剂的使用必须做到不误时机,抢在溢油发生后2小时内到位。特别要注意限制使用溢油分散剂的几个原则,a)溢油为汽油、煤油等易挥发的轻质油,或呈现彩虹特征的薄油膜; b)溢油为高蜡含量、高倾点的难于化学分散的油; c)溢油在环境水温下不呈流态或经过几天风蚀后形成具有清晰边缘的油包水乳化物的厚碎片; d)溢油发生在封闭的浅水区或平静的水域;e)溢油发生在淡水水源或对水产资源有重大影响的区域。
4.消油剂应用时操作复杂,操作人员必须有熟练的技术,未经训练的人员很难胜任工作
分散剂的喷洒,一般是用船舶或飞机来进行。选用何种喷洒方法,主要取决于分散剂的类型、溢油的位置、面积大小以及喷洒分散剂的船舶或飞机的有效利用率。表2概括了各种喷洒装置的主要特性。
表2 各种分散剂喷洒装置的比较
10
费用较低,能安装在大多数类型船舶上
与油面接触范围受限制,笨重的水面搅拌装置不能悬挂在船首,泵的排量不可改变
华伦型近海喷洒装置
烃基型
浓缩型
4
费用较低,迅速方便地装到大部分主机为15马力引擎的船上,专用于近岸清除溢油
与油面接触范围受限制,不能悬挂在船首,泵的排量不可改变
原液直接喷洒装置
浓缩型
220
70
费用低,能装于大多数船舶的船首,喷洒率可调节
由于喷洒速率大,分散剂浪费可能较大
PIPER PAWXEE 播种飞机
浓缩型
120
40
迅速,速率高,尤其适宜于不连续的油膜,能在简易机场起飞和着落
装载量和续航时间有限,由于使用单引擎飞机,所以只适用于近海水域
道格拉斯DC6型喷洒飞机
浓缩型
400
320
能迅速投入工作,处理速率高,适宜处理大规模溢油
由于使用专用飞机,所以费用昂贵,需要有长的跑道和引导飞机。
参考文献
[1] 刘程,张万福,陈长明主编.表面活性剂应用手册. 北京;化学工业出版社,1991.1— 46,805—807.
[2] 赵冬至,张存智,徐恒振主编.海洋溢油灾害应急响应技术研究.北京;海洋出版社,2006 .212—223.
[3] 张秀芝等,海上溢油风化特性及化学分散效果的影响因素研究.海洋环境科学,1997,16 (3) 40~45.
[4] 交通部科学技术情报研究所编译.海上溢油防治新技术.北京:中国环境科学出版社, 1991.157—191.
[5] 郑雯君.处理水域溢油的化学试剂.海洋环境科学,1986,5(1):33~42.
消油剂的使用受时间和地点的限制。
五、影响乳化分散效果的因素
在抗溢油的实践中,化学消油剂的乳化分散效果,除主要取决于化学消油剂本身性能外,还受油的性状(黏度、倾点、组成)和环境条件(水稳、水分含盐量、水动力作用)等因素的影响。因此,了解这些因素的影响,对化学消油的应用是至关重要的。
1.油黏度的影响
一般常用的化学消油剂只适用于黏度原油(300 CSC以下)和中黏度原油(2 000 csc以下)的乳化分散处理。对高黏度原油(2 000 CSC以上)是难于乳化分散的,甚至喷与不喷化学消油剂的作用效果是一样的。例如,高黏稠原油、高腊质原油以及风化油(巧克力奶油冻)、焦油球等。
2.倾点的影响
实践证明,化学消油剂只能对流动的油有效,而对凝集成块或形成硬表面的油,由于化学消油剂不能渗透其中,甚至较快的从其表面滑落水中,就无法使油乳化分散。因而,使用化学消油剂的环境温度应高于石油的倾点温度。但考虑到石油是一种以烃类为主的多点组分混合物以及倾点本身表征石油特性的局限性等因素,并非各种原油都要在其倾点温度下,被化学消油剂乳化分散而转入水体中。例如,渤海埕北B平台原油倾点温度为9.5°С,但可使其化学分散的温度至少要在14°С以上。这种情况大多发生在倾点温度较低的原油。对于倾点温度较高的原油,皆可在其倾点温度下有较好的化学分散性(原油黏度低于2 000 csc)。因此,使用化学消油剂处理溢油时,其环境水温应不低于拟处理油的倾点,最好要高于拟处理油的倾点5°С以上。
3.组成的影响
国内外的许多研究结果表明,黏度相同的原油,具有不同的乳化效率,甚至可相差l倍以上。其主要原因是由于原油中固有的天然表面活性物所导致的结果。天然表面活性物的存在,信捷职称论文写作发表网,增大了原油的油一水界面张力,降低了化学消油剂对油的乳化分散效果。原油的化学可分散性,并非仅由黏度的单一因素所决定的。
4.温度的影响
国内外的研究结果都已证实,对给定的受试油和化学消油剂,其乳化分散效果是随温度的下降而降低。目前国内外市场上流通的化学消油剂商品,水温大都要求在15°С以上使用,否则会影响其乳化分散效果,并可能加重海洋环境负荷,不利于海洋的自净化过程。
5.盐度的影响
消油剂主要用于海面溢油处理。有关盐度对其乳化分散效果的影响,国内外的研究结果表明,化学消油剂对油的乳化分散效果是随环境水体盐度的增加而提高。盐度的影响主要是表面活性剂的HLB值,使其表面活性提高。
6.其他因素的影响
除前边所讨论的影响因素外,还有诸如化学消油剂的用量、喷洒技术(喷洒方法及其设备)以及水动力波作用等,皆可对化学消油剂乳化分散效果造成影响。
六、消油剂合理使用与科学管理
1.消油剂检验核准
消油剂的检验核准是一项政策性和权威性极强的工作。交通部海事局于2000年10月27日颁布了《消油剂产品检验发证管理办法》。规定消油剂产品必须由经过认可的检验单位进行检验,并取得中国海事局颁发的有效的产品型式认可证书。产品检验项目有:外观、PH值、燃点、粘度、乳化率、鱼类急性毒性和可生物降解性。检验必须符合交通部标准JT2013《溢油分散剂技术条件》的要求。至2005年6月中国海事局发布认可的消油剂产品列表如下。
表1中国海事局发布认可的消油剂产品列表(至2005年6月)
2.海事部门对船舶、码头、设施使用化学消油剂作业实行严格的行政许可制
船舶、作业单位或其代理人应具备条件:1、申请使用的化学消油剂为交通部海事局认可;2、符合《溢油分散剂使用准则(GB 18188.2—2000)》规定的使用条件;3、使用方法符合《溢油分散剂使用准则(GB 18188.2—2000)》的规定;4、申请使用的数量与处理的溢油适当,并提交材料:①使用化学消油剂申请;②拟使用消油剂的品种型号及使用说明材料;③说明申请使用消油剂的使用区域和污染情况、使用方法、使用时间、计划用量、使用理由和对使用效果的预测的材料;④有关专家或相关人员的评估意见(大量使用时);⑤使用化学消油剂情况报告(经批准使用后提交)。
3.使用分散剂时,需要考虑使用时间以及地点的限制,还要注意使用现场的具体情况,如溢油区域的气象、水文、海况、溢油状态、油膜类型、乳化程度油膜厚度等
溢油入海后,通常经过2小时便形成所谓“巧克力奶油冻”,含水率达到60%,消油剂对其无能为力。因此,在处理海面溢油时,消油剂的使用必须做到不误时机,抢在溢油发生后2小时内到位。特别要注意限制使用溢油分散剂的几个原则,a)溢油为汽油、煤油等易挥发的轻质油,或呈现彩虹特征的薄油膜; b)溢油为高蜡含量、高倾点的难于化学分散的油; c)溢油在环境水温下不呈流态或经过几天风蚀后形成具有清晰边缘的油包水乳化物的厚碎片; d)溢油发生在封闭的浅水区或平静的水域;e)溢油发生在淡水水源或对水产资源有重大影响的区域。
4.消油剂应用时操作复杂,操作人员必须有熟练的技术,未经训练的人员很难胜任工作
分散剂的喷洒,一般是用船舶或飞机来进行。选用何种喷洒方法,主要取决于分散剂的类型、溢油的位置、面积大小以及喷洒分散剂的船舶或飞机的有效利用率。表2概括了各种喷洒装置的主要特性。
表2 各种分散剂喷洒装置的比较
10
费用较低,能安装在大多数类型船舶上
与油面接触范围受限制,笨重的水面搅拌装置不能悬挂在船首,泵的排量不可改变
华伦型近海喷洒装置
烃基型
浓缩型
4
费用较低,迅速方便地装到大部分主机为15马力引擎的船上,专用于近岸清除溢油
与油面接触范围受限制,不能悬挂在船首,泵的排量不可改变
原液直接喷洒装置
浓缩型
220
70
费用低,能装于大多数船舶的船首,喷洒率可调节
由于喷洒速率大,分散剂浪费可能较大
PIPER PAWXEE 播种飞机
浓缩型
120
40
迅速,速率高,尤其适宜于不连续的油膜,能在简易机场起飞和着落
装载量和续航时间有限,由于使用单引擎飞机,所以只适用于近海水域
道格拉斯DC6型喷洒飞机
浓缩型
400
320
能迅速投入工作,处理速率高,适宜处理大规模溢油
由于使用专用飞机,所以费用昂贵,需要有长的跑道和引导飞机。
参考文献
[1] 刘程,张万福,陈长明主编.表面活性剂应用手册. 北京;化学工业出版社,1991.1— 46,805—807.
[2] 赵冬至,张存智,徐恒振主编.海洋溢油灾害应急响应技术研究.北京;海洋出版社,2006 .212—223.
[3] 张秀芝等,海上溢油风化特性及化学分散效果的影响因素研究.海洋环境科学,1997,16 (3) 40~45.
[4] 交通部科学技术情报研究所编译.海上溢油防治新技术.北京:中国环境科学出版社, 1991.157—191.
[5] 郑雯君.处理水域溢油的化学试剂.海洋环境科学,1986,5(1):33~42.
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