Меню Рубрики

Методическое руководство по анализу сточных вод

Документ разработан в связи с необходимостью унификации методик по определению компонентного состава природных и сточных вод, используемых в гидрохимических лабораториях (далее Лаборатории) на объектах ОАО «Газпром».

С целью повышения эффективности изотопно-гидрохимических исследований в лаборатории гидрогеологии, геохимии и геоэкологии ООО «ВНИИГАЗ» на базе обобщения опыта работ гидрогеохимических лабораторий на объектах ОАО «Газпром» были разработаны 44 методики определения компонентного и изотопного состава природных и сточных вод, составленные на основе настоящего Методического руководства

СТАНДАРТ ОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА «ГАЗПРОМ»

Настоящий стандарт предназначен для определения компонентного состава природных и сточных вод на газовых, газоконденсатных месторождениях, объектах транспорта и хранения природного газа и устанавливает основные положения организации работ в Лабораториях на объектах ОАО «Газпром».

В настоящем стандарте представлены следующие методы для изучения компонентного и изотопного состава сточных вод:

— определения физико-химических характеристик воды;

— определения общего химического состава жидкостей;

— определения микрокомпонентного состава жидкостей;

— определения содержания растворенных кислых газов;

— определения состава жидкостей в полевых условиях;

— определения состава растворенной органики;

— определения содержания основных техногенных примесей;

— определения изотопного состава кислорода, водорода и углерода природных и сточных вод.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.0.004-90 ССБТ. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов зашиты

ГОСТ 12.4.009-83 ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

ГОСТ 12.4.021-75 ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ Р 8.563-96 ГСИ. Методики выполнения измерений

ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения.

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р ИСО 5725-1, ГОСТ Р 8.563, МИ 2336-2002 [4], а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 биохимическое потребление кислорода, мг/дм 3 : массовая концентрация растворенного кислорода, потребленного в процессе окисления органических и/или неорганических веществ, содержащихся в воде.

3.2 изотопный обмен: процесс, в котором изменяется концентрация изотопных разновидностей молекул в исходных и конечных продуктах реакции, а концентрация реагирующих веществ не изменяется.

3.3 конденсационные воды: подземные воды, образующиеся путем конденсации водяных паров атмосферного воздуха в пустотах горных пород.

3.4 методика количественного химического анализа, методика анализа: совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов количественного химического анализа с установленными характеристиками погрешности.

3.5 меркаптаны: производные спиртов и эфиров, у которых атом кислорода замещен атомом серы.

3.6 общая жесткость, мг-экв/дм 3 : суммарное содержание в воде солей кальция и магния.

3.7 общая щелочность: суммарное содержание в воде соединений, реагирующих с сильными кислотами.

3.8 пластовые воды: воды, залегающие в данном нефтегазовом пласте.

3.9 попутные воды: воды, извлекаемые из недр попутно при добыче нефти или газа.

3.10 кислотность, рН: активная кислотность воды, определяемая наличием растворенных солей и газов.

3.11 фенолы: производные ароматических углеводородов, получаемые замещением одного или нескольких атомов водорода в ядре гидроксильными группами.

3.12 химическое потребление кислорода, мг/дм 3 : общее содержание в воде восстановителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями, расходуемое на окисление.

В настоящем стандарте приняты следующие сокращения:

УГКМ — Уренгойское газоконденсатное месторождение

ЯГКМ — Ямбургское газоконденсатное месторождение

АГКМ — Астраханское газоконденсатное месторождение

ПНДФ — природно-нормативный документ федерации

КХА — количественный химический анализ

ИСУ — изотопный состав углерода

Необходимым инструментом для повышения результативности и эффективности химико-аналитических исследований на объектах ОАО «Газпром» является выявление, анализ и решение узловых методологических и методических проблем. Данные химико-аналитических исследований природных и сточных вод используются для решения широкого круга задач:

— поиск и разведка месторождений газа и нефти;

— разработка месторождений газа, контроль за обводнением, в том числе контроль за обводнением залежи на перспективу, определение источника поступления вод в скважину;

— изучение состава сопутствующих вод с целью решения вопросов о запасах полезных ископаемых в них и возможности их технологической переработки;

— контроль за эксплуатацией ПХГ;

— охрана окружающей и геологической среды, в том числе анализ промышленных сточных вод;

— выбор объектов под закачку промышленных сточных вод;

— контроль и решение текущих вопросов о солеотложении на объектах ОАО «Газпром»;

— выбор химических реагентов, применяемых при разработке месторождений с целью решения вопросов о совместимости их с подземными водами;

— контроль развития коррозионных процессов и борьба с ними;

— создание ингибиторов широкого спектра действия и применение их на конкретных объектах и др.

Для решения этих задач Лаборатории должны быть укомплектованы квалифицированными химиками-аналитиками; специалистами, владеющими ситуацией на месторождениях ОАО «Газпром»; универсальными приборами и посудой, а также при исследованиях должны использоваться единые методики выполнения измерений.

Результаты химических анализов, полученные в неспециализированных лабораториях, могут не соответствовать истинным и плохо сопоставляться с результатами, полученными в других лабораториях.

Основными жидкостями, поступающими на анализ в Лаборатории, являются:

4.2.1 . Пластовые воды, отобранные при бурении скважин или поступающие на поверхность при разработке месторождения.

Пластовые воды многих месторождений (Тюменской области, Оренбурского и Астраханского), а также ПХГ (Касимовского) имеют широкий диапазон минерализации от 5 до 150 г/дм 3 , а также разный состав и генетический тип.

Обобщенные сведения о составе пластовых вод крупнейших месторождений России приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Ионный состав пластовых вод крупнейших газоконденсатных месторождений, мг/дм 3

Север Тюменской обл. (неокомские объекты эксплуатации)

Север Тюменской обл. (сеноманские объекты эксплуатации)

Касимовское ПХГ (щигровский горизонт)

Выносимые пластовые воды являются агрессивными по отношению к окружающим объектам растворами, имеющими в своем составе повышенное содержание органических компонентов: бензолов, фенолов, нафтеновых кислот и пр. Пластовые воды обогащены микрокомпонентами, обычно во много раз превышающими ПДК в поверхностных водах. В их составе присутствуют тяжелые металлы, радиоактивные элементы, ртуть, растворенные кислые газы и пр. (таблица 2).

Таблица 2 — Содержание микроэлементов в пластовых водах на газовых и газоконденсатных месторождениях, мг/дм 3

4.2.2 . Конденсационные воды, выпадающие из газожидкостной смеси, выносимой эксплуатационными скважинами при отборе газа.

Конденсационные воды являются ультрапресными с минерализацией до 1 г/дм 3 , которые по своему генетическому типу относятся к гидрокарбонатно-натриевым или, реже, хлоридно-кальциевым. Абсолютным преобладанием пользуется бикарбонатный ион, за ним следует хлоридный и сульфатный. Среди катионов доминирует ион натрия. Характерно также присутствие кальция, магния, калия, аммония и кремния.

Состав конденсационных вод некоторых газовых месторождений приведен в таблице 3.

Таблица 3 — Ионный состав конденсационных вод сеноманских отложений на объектах эксплуатации, мг/дм 3

Результаты анализа состава конденсационных вод показали присутствие в них практически всех микроэлементов, которые определены в пластовых водах (таблица 4). Содержание микрокомпонентов сопоставимо, а иногда и превышает таковое для пластовых вод. Обогащение конденсационных вод относительно пластовых связано со следующими факторами:

— при конденсации вод из парогазовой смеси в них прежде всего растворяются агрессивные кислые газы (СO 2 , H 2 S, О2), а также летучие компоненты ( Br 2 , I 2 , NH 3 , Hg, As и др.), которые вместе с газом присутствуют в составе газовой фазы, а при конденсации переходят в ионную форму;

— при взаимодействии активных конденсационных вод с породами, слагающими месторождение, эти воды обогащаются ионами Са 2+ , Mg 2+ , Na + , K + , Cl — , SO 4 2- , НСО 3- , SiO 2 и др. Обогащение вод ионами Са 2+ , Mg 2+ может произойти также при растворении карбонатного цемента скважин;

— из пород в конденсационные воды также переходит значительное количество микрокомпонентов. Причем источником их являются как газы или породы месторождения, так и металлоконструкции скважин, корродирующие под влиянием активных конденсационных вод;

— конденсационные воды содержат широкую гамму органических компонентов, в том числе органических кислот, что повышает их агрессивность по отношению, как к вмещающим породам, так и в процессе разработки месторождения к самим скважинам и различным коммуникациям.

Таблица 4 — Содержание микрокомпонентов в конденсационных водах сеноманских отложений на объектах эксплуатации, мг/дм 3

4.2.3 . Технические жидкости, закачиваемые в скважины и технологическое оборудование для интенсификации добычи, а также при проведении ремонтных работ.

Технические жидкости являются жидкими реагентами различного состава: хлористый кальций, метанол, диэтиленгликоль, ингибиторы коррозии и солеобразования, буровые растворы, продукты солянокислотной обработки, ПАВы и пр.

Отличительными характеристиками этих реагентов является то, что они:

— существенно влияют на минерализацию и состав вод, полученных из эксплуатационных скважин;

— способствуют появлению дополнительных ионов и соединений, не характерных для исследуемого типа вод;

— создают гидрохимические барьеры техногенного происхождения;

— меняют окислительно-восстановительный потенциал и величину pH;

— способствуют развитию вторичных процессов (солеобразование — солеотложение), которые могут протекать в призабойной зоне пласта, стволе скважин и наземных коммуникациях.

4.2.4 . Сточные воды, образующиеся в процессе производственной деятельности и хозяйственно-бытового функционирования организаций. Они представляют собой воду с примесью (иногда довольно значительной по объему) растворенных и нерастворенных (взвешенных) жидких, твердых и газообразных веществ и подразделяются на:

— попутные пластовые (подтоварные);

Для сточных вод характерно, что их составы постоянно варьируют в зависимости от преобладания генезиса сточных вод.

4.2.4.1 . Хозяйственно-бытовые сточные воды образуются во всех промышленных и населенных пунктах в процессе жизнеобеспечения людей. Они характеризуются стабильностью объемов, относительной выдержанностью химического состава и физических свойств. В основе своей они представляют маломинерализованную воду, использующуюся для хозяйственно-питьевого водоснабжения, загрязненную преимущественно органическими веществами.

4.2.4.2 . Ливневые (дождевые) стоки имеют сезонный характер образования и большую неравномерность объемов во времени. В основе своей представляют маломинерализованную воду атмосферного происхождения, загрязненную твердыми взвешенными частицами почв и грунтов, органическими и минеральными веществами, смываемыми с поверхности земли.

4.2.4.3 . Производственные сточные воды образуются на всех объектах в процессе технологического цикла их эксплуатации и характеризуются относительной стабильностью объемов во времени, большим разнообразием химического состава, зачастую повышенной и высокой общей минерализацией, высокой загрязненностью нефтепродуктами и химреагентами.

4.2.4.4 . Попутные подземные воды образуются на газодобывающих объектах и являются водной частью жидкостной фазы продукции эксплуатационных скважин, поступающей вместе с газом, углеводородным конденсатом и нефтью и отделяющейся от них в процессе сепарации.

Попутные подземные воды представляют собой сложную смесь, в состав которой входят в различных объемных соотношениях:

— остаточная порово-капиллярная вода, присутствующая в порах продуктивного пласта-коллектора;

— фильтрат бурового раствора;

— технические жидкости, закачиваемые в скважины в процессе их эксплуатации, ремонта и интенсификации притока газа;

— пластовая подошвенная, контурная и законтурная вода водонапорной системы, подстилающей и оконтуривающей разрабатываемую залежь;

— изредка «чужая» пластовая вода из выше- или нижележащих по отношению к разрабатываемой залежи водоносных пластов.

Как правило, объем пластовой воды увеличивается с увеличением добычи газа и времени эксплуатации месторождения, залежи и эксплуатационных скважин.

4.2.4.5 . Строительные рассолы образуются в результате размыва технической водой подземных емкостей в толще каменной соли при строительстве подземных хранилищ для жидких и сжиженных продуктов. География их ограничена районами развития соляных толщ. В качестве технической воды для размыва используются прошедшие предварительную подготовку хозяйственно-бытовые, ливневые и производственные стоки.

4.2.5 . Поверхностные воды, воды, которые текут или собираются на поверхности земли и находятся в виде водных объектов (озера, реки, болота и т.д.).

Основными причинами загрязнения поверхностных вод являются нарушение сплошности осадочного чехла в результате техногенных факторов, самоизлив скважин в условиях интенсивного отбора пластового флюида в больших объемах и нарушения технологической дисциплины.

Изучение микрокомпонентного состава поверхностных вод является основным для прогноза экологического состояния территории.

Основой правильной организации работ в Лаборатории является проработка и учет всех необходимых организационно-технических условий для проведения качественной и количественной оценки состава воды. Необходимо определиться с номенклатурой контро лируемых показателей химического состава жидкостей, подлежащих определению. В соответствии с этим нужно проводить методическое и приборное оснащение, ориентированное на оптимальное функционирование лаборатории.

Оснащение современной гидрохимической лаборатории предусматривает использование высокопроизводительного химико-аналитического оборудования и соответствующих технологий проведения анализа. В результате этого существенно увеличивается производительность и качество выполняемых измерений, улучшаются условия труда персонала, расширяется перечень определяемых показателей, появляется возможность детектировать неизвестные и обнаруживать не предполагаемые ранее компоненты состава. Однако любые инструментальные методы анализов должны обязательно поверяться наиболее надежными, хорошо апробированными арбитражными методами, которыми являются традиционные классические методы «мокрой химии».

Такие методы характеризуются:

— минимизацией мешающих влияний;

— быстротой проведения анализа;

— низкими пределами обнаружения;

— высокой разделительной способностью;

— возможностью проведения многоэлементного анализа за один временной интервал;

— низкой стоимостью удельных эксплуатационных затрат, приходящихся на объем и качество получаемой информации.

Состав и минерализация жидкостей, поступающих на анализ в гидрохимическую лабораторию, изменяется в широких пределах от пробы к пробе. В этих условиях необходимо работать наиболее надежными методами, позволяющими не менять модификации метода. Достоверность результатов химико-аналитических исследований зависит от применяемых методик выполнения измерений.

Исследования состава и свойств природных и сточных вод необходимо выполнять по стандартизованным, аттестованным или допущенным к применению методикам.

Если по методикам ПНДФ не удается провести анализ в необходимых рамках допускаемых нормативами погрешностей определения из-за мешающего влияния посторонних компонентов, то в методику вносятся дополнительные коррективы, позволяющие рассчитывать на специфичность применяемого аналитического метода.

Проводить химико-аналитические работы по определению состава природных и сточных вод предпочтительно в Лаборатории, прошедшей аккредитацию в рамках системы аккредитации аналитических лабораторий.

4.5.1 . При выполнении химико-аналитических исследований необходимо соблюдать требования безопасности при работе с вредными веществами в соответствии с ГОСТ 12.1.007 .

Во избежание возможного негативного воздействия на организм человека реактивы, применяемые при консервировании проб воды, подготовке и проведении анализов, должны храниться в минимально необходимом количестве.

4.5.2 . Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать значений, установленных в соответствии с ГОСТ 12.1.005 .

4.5.3 . Помещение, в котором проводятся химико-аналитические исследования, должно быть оборудовано общей приточно-вытяжной вентиляцией, соответствующей строительным нормам и правилам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в соответствии с ГОСТ 12.4.021 .

Читайте также:  Где сдать воду на анализ минск

4.5.4 . Необходимо организовать упорядоченное хранение отработанных реактивов и соответствующую их утилизацию. Определенные в установленном порядке отходы деятельности лаборатории следует направлять в специализированные организации по переработке отходов в соответствии с требованиями законодательства.

4.5.5 . Приборы устанавливаются в сухом помещении, свободном oт пыли, паров кислот и щелочей. Рядом с приборами не должны находиться электронагревательные приборы, а также источники электромагнитных колебаний и радиопомех.

Приборы, которые предусмотрены для работ с горючим газом, должны быть установлены на столах под вытяжными устройствами, обеспечивающими удаление продуктов сгорания.

4.5.6 . Необходимо соблюдать правила ТБ по обращению и работе с газовыми баллонами, если таковые применяются. Баллоны с газом должны быть удалены от прибора и радиаторов отопления, а также защищены от прямого воздействия солнечных лучей. При работе с газом, находящимся под давлением, следует соблюдать установленные для этих работ «Правила устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением» [ 1 ]. При подаче газа нужно следить за полной герметизацией всех систем подводных и отводных трубок системы.

4.5.7 . Электробезопасность при работе с приборами должна соблюдаться в соответствии с ГОСТ 12.1.019 .

4.5.8 . Помещение Лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.004 . Огнеопасные вещества должны храниться в специальных металлических ящиках (шкафах). Во всех комнатах, где проводятся химико-аналитические работы с огнеопасными веществами, должны быть предусмотрены места установки кассет с сухим песком и углекислотных огнетушителей.

4.5.9 . Лаборатория должна быть оснащена средствами пожаротушения в соответствии с ГОСТ 12.4.009 и средствами индивидуальной защиты глаз, рук, органов дыхания.

В состав средств огнетушения и индивидуальной защиты включаются:

— огнетушитель ручной углекислотный ОУ-8;

— набор для ликвидации последствий аварий и разливов;

— средства индивидуальной защиты и спецодежда;

4.5.10 . К проведению химико-аналитических работ допускают лиц, имеющих высшее или среднее специальное образование, ознакомленных с правилами безопасности при выполнении лабораторных работ, прошедших соответствующий инструктаж, освоивших методы выполнения анализов в процессе тренировки и уложившихся в нормативы точности выполнения соответствующих видов анализа. Организация обучения работающего персонала по технике безопасности проводится в соответствии с ГОСТ 12.0.004 .

4.5.11 . Оператор должен соблюдать меры предосторожности при работе с химическими реактивами в соответствии с ГОСТ 12.1.007 , требования пожарной безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.004 и требования электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019 . Оператор должен быть ознакомлен со специфическими свойствами и действием на организм человека вредных веществ, применяемых при работе и входящих в состав анализируемых объектов.

4.5.12 . К работе с приборами допускаются лица, имеющие квалификацию инженера-химика или техника-химика, прошедшие курс технического обучения, изучившие инструкцию по эксплуатации прибора, а также действующие правила эксплуатации электроустановок.

Допуск на проведение работ лаборантов химического анализа производится согласно «Квалификационному справочнику должностей руководителей, специалистов и других служащих» [2]. Условия и время выполнения измерений выбираются в соответствии с «Нормами времени на проведение химических анализов в газодобывающих организациях» [3].

4.5.13 . Интерпретацию полученных аналитических данных должен проводить гидрогеолог-гидрохимик, который освоил систему аналитических требований, применяемых к выполнению различных задач гидрохимии, и умеет выбрать необходимые методы, позволяющие решать конкретные задачи с необходимой степенью точности.

В соответствии с общей теорией ошибок качество анализов оценивают по следующим параметрам:

— предел обнаружения (чувствительность);

5.1.1 . Погрешности подготовки проб для анализа могут возникать:

— на стадии отбора при определении пространственных координат точки отбора;

— в результате искусственного перемешивания воды при опробовании;

— при загрязнении посуды, в которую отбирают пробу;

— при неправильной консервации (или отсутствии таковой);

— при замораживании и последующем неполном оттаивании проб и т.д.

5.1.2 . При хранении отобранных проб происходит изменение компонентного состава вследствие дегазации пробы, выпадения отдельных компонентов состава в осадок, сорбции поверхностью взвешенных в воде частиц и стенками посуды, образование и разрушение комплексных соединений. Чем больше срок хранения пробы, тем больше погрешность определения содержания компонентов.

5.1.3 . Ошибки, допускаемые при проведении химико-аналитических исследований, подразделяются на систематические и случайные.

5.1.3.1 . К систематическим ошибкам относятся ошибки, которые возникают вследствие: смещения начала отсчета регистрирующих устройств, ошибки в приготовлении головного эталонного раствора, влияния мешающих компонентов и состава проб, потери при концентрировании, неполноты протекания химических реакций и т.д.

Уменьшить систематическую погрешность можно, используя оптимальные средства измерений, вводя буферные растворы или поправочные коэффициенты.

Существуют так называемые субъективные ошибки — когда искажение результатов анализа происходит по причине субъективного восприятия аналитиком, например, требуемой цветовой гаммы. Этот вид ошибок может быть отнесен к систематическим при условии, что работа проводится одним аналитиком.

5.1.3.2 . Случайная погрешность измерений, оставшаяся после устранения систематической погрешности, может произойти по разным причинам плохо вымытая посуда, используемая при отборе; небрежность при проведении анализа; разложившийся реактив и т.д.

Такие причины трудно предусмотреть, поэтому резко отличающиеся от обычных результаты анализов необходимо обязательно перепроверять, желательно другим аналитиком, чтобы исключить возможность повторения ошибки. В общем случае случайную погрешность можно рассматривать как суммарный эффект действия таких факторов. Устранить случайную погрешность результатов измерений сложно, но легко учесть ее влияние на оценку истинного значения измеряемой величины.

Для определения случайных погрешностей вычисляют относительные расхождения (Пr, %) между результатами рядового (основного) и контрольного определений и сравнивают с допустимыми относительными расхождениями, рассчитанными в соответствии с теорией ошибок для методов требуемой категории. Определение случайной погрешности при анализе природных вод принято проводить методами третьей категории точности.

Полученные при проведении конкретных определений относительные расхождения Пr, %, рассчитывают исходя из формулы

П r = 2 · (Ср — Ск) / (Ср + Ск) ´ 100, (1)

где Ср и Ск — результаты основного и контрольного анализов.

Допустимые относительные расхождения Dr , %, между основными и контрольными определениями, рассчитанные в соответствии с теорией ошибок, для анализов проб воды, выполненных по третьей категории точности, приводятся в таблице 5.

Таблица 5 — Допустимые относительные расхождения Dr , %, между основными и контрольными определениями при анализе воды методами 3-й категории точности

источник

Методическое руководство по определению компонентного состава природных и сточных вод на объектах газовой промышленности

Стандарт предназначен для определения компонентного состава природных и сточныхвод на газовых, газоконденсатных месторождениях, объектах транспорта и хранения природного газа и устанавливает основные положения организации работ в Лабораториях на объектах ОАО «Газпром».

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО
ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ КОМПОНЕНТНОГО СОСТАВА
ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД НА ОБЪЕКТАХ ГАЗОВОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»

Общество с ограниченной ответственностью
«Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий — ВНИИГАЗ»

Общество с ограниченной ответственностью
«Информационно-рекламный центр газовой промышленности»

1 . РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий» (ООО «ВНИИГАЗ»)

2 . ВНЕСЕН Отделом энергосбережения и экологии Департамента по транспортировке, подземному хранению и использованию газа ООО «Газпром»

3 . УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Распоряжением ОАО «Газпром» от 4 июля 2005 г. № 151 с 17 октября 2005 г.

Документ разработан в связи с необходимостью унификации методик по определению компонентного состава природных и сточных вод, используемых в гидрохимических лабораториях (далее Лаборатории) на объектах ОАО «Газпром».

С целью повышения эффективности изотопно-гидрохимических исследований в лаборатории гидрогеологии, геохимии и геоэкологии ООО «ВНИИГАЗ» на базе обобщения опыта работ гидрогеохимических лабораторий на объектах ОАО «Газпром» были разработаны 44 методики определения компонентного и изотопного состава природных и сточных вод, составленные на основе настоящего Методического руководства

СТАНДАРТ ОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА «ГАЗПРОМ»

Настоящий стандарт предназначен для определения компонентного состава природных и сточных вод на газовых, газоконденсатных месторождениях, объектах транспорта и хранения природного газа и устанавливает основные положения организации работ в Лабораториях на объектах ОАО «Газпром».

В настоящем стандарте представлены следующие методы для изучения компонентного и изотопного состава сточных вод:

— определения физико-химических характеристик воды;

— определения общего химического состава жидкостей;

— определения микрокомпонентного состава жидкостей;

— определения содержания растворенных кислых газов;

— определения состава жидкостей в полевых условиях;

— определения состава растворенной органики;

— определения содержания основных техногенных примесей;

— определения изотопного состава кислорода, водорода и углерода природных и сточных вод.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.0.004-90 ССБТ. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов зашиты

ГОСТ 12.4.009-83 ССБТ. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

ГОСТ 12.4.021-75 ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ Р 8.563-96 ГСИ. Методики выполнения измерений

ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения.

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р ИСО 5725-1 , ГОСТ Р 8.563 , МИ 2336-2002 [4], а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 биохимическое потребление кислорода, мг/дм 3 : массовая концентрация растворенного кислорода, потребленного в процессе окисления органических и/или неорганических веществ, содержащихся в воде.

3.2 изотопный обмен: процесс, в котором изменяется концентрация изотопных разновидностей молекул в исходных и конечных продуктах реакции, а концентрация реагирующих веществ не изменяется.

3.3 конденсационные воды: подземные воды, образующиеся путем конденсации водяных паров атмосферного воздуха в пустотах горных пород.

3.4 методика количественного химического анализа, методика анализа: совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение результатов количественного химического анализа с установленными характеристиками погрешности.

3.5 меркаптаны: производные спиртов и эфиров, у которых атом кислорода замещен атомом серы.

3.6 общая жесткость, мг-экв/дм 3 : суммарное содержание в воде солей кальция и магния.

3.7 общая щелочность: суммарное содержание в воде соединений, реагирующих с сильными кислотами.

3.8 пластовые воды: воды, залегающие в данном нефтегазовом пласте.

3.9 попутные воды: воды, извлекаемые из недр попутно при добыче нефти или газа.

3.10 кислотность, рН: активная кислотность воды, определяемая наличием растворенных солей и газов.

3.11 фенолы: производные ароматических углеводородов, получаемые замещением одного или нескольких атомов водорода в ядре гидроксильными группами.

3.12 химическое потребление кислорода, мг/дм 3 : общее содержание в воде восстановителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями, расходуемое на окисление.

В настоящем стандарте приняты следующие сокращения:

УГКМ — Уренгойское газоконденсатное месторождение

ЯГКМ — Ямбургское газоконденсатное месторождение

АГКМ — Астраханское газоконденсатное месторождение

ПНДФ — природно-нормативный документ федерации

КХА — количественный химический анализ

ИСУ — изотопный состав углерода

Необходимым инструментом для повышения результативности и эффективности химико-аналитических исследований на объектах ОАО «Газпром» является выявление, анализ и решение узловых методологических и методических проблем. Данные химико-аналитических исследований природных и сточных вод используются для решения широкого круга задач:

— поиск и разведка месторождений газа и нефти;

— разработка месторождений газа, контроль за обводнением, в том числе контроль за обводнением залежи на перспективу, определение источника поступления вод в скважину;

— изучение состава сопутствующих вод с целью решения вопросов о запасах полезных ископаемых в них и возможности их технологической переработки;

— контроль за эксплуатацией ПХГ;

— охрана окружающей и геологической среды, в том числе анализ промышленных сточных вод;

— выбор объектов под закачку промышленных сточных вод;

— контроль и решение текущих вопросов о солеотложении на объектах ОАО «Газпром»;

— выбор химических реагентов, применяемых при разработке месторождений с целью решения вопросов о совместимости их с подземными водами;

— контроль развития коррозионных процессов и борьба с ними;

— создание ингибиторов широкого спектра действия и применение их на конкретных объектах и др.

Для решения этих задач Лаборатории должны быть укомплектованы квалифицированными химиками-аналитиками; специалистами, владеющими ситуацией на месторождениях ОАО «Газпром»; универсальными приборами и посудой, а также при исследованиях должны использоваться единые методики выполнения измерений.

Результаты химических анализов, полученные в неспециализированных лабораториях, могут не соответствовать истинным и плохо сопоставляться с результатами, полученными в других лабораториях.

Основными жидкостями, поступающими на анализ в Лаборатории, являются:

4.2.1 . Пластовые воды, отобранные при бурении скважин или поступающие на поверхность при разработке месторождения.

Пластовые воды многих месторождений (Тюменской области, Оренбурского и Астраханского), а также ПХГ (Касимовского) имеют широкий диапазон минерализации от 5 до 150 г/дм 3 , а также разный состав и генетический тип.

Обобщенные сведения о составе пластовых вод крупнейших месторождений России приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Ионный состав пластовых вод крупнейших газоконденсатных месторождений, мг/дм 3

Север Тюменской обл. (неокомские объекты эксплуатации)

Север Тюменской обл. (сеноманские объекты эксплуатации)

Касимовское ПХГ (щигровский горизонт)

Выносимые пластовые воды являются агрессивными по отношению к окружающим объектам растворами, имеющими в своем составе повышенное содержание органических компонентов: бензолов, фенолов, нафтеновых кислот и пр. Пластовые воды обогащены микрокомпонентами, обычно во много раз превышающими ПДК в поверхностных водах. В их составе присутствуют тяжелые металлы, радиоактивные элементы, ртуть, растворенные кислые газы и пр. (таблица 2).

Таблица 2 — Содержание микроэлементов в пластовых водах на газовых и газоконденсатных месторождениях, мг/дм 3

4.2.2 . Конденсационные воды, выпадающие из газожидкостной смеси, выносимой эксплуатационными скважинами при отборе газа.

Конденсационные воды являются ультрапресными с минерализацией до 1 г/дм 3 , которые по своему генетическому типу относятся к гидрокарбонатно-натриевым или, реже, хлоридно-кальциевым. Абсолютным преобладанием пользуется бикарбонатный ион, за ним следует хлоридный и сульфатный. Среди катионов доминирует ион натрия. Характерно также присутствие кальция, магния, калия, аммония и кремния.

Состав конденсационных вод некоторых газовых месторождений приведен в таблице 3.

Таблица 3 — Ионный состав конденсационных вод сеноманских отложений на объектах эксплуатации, мг/дм 3

Результаты анализа состава конденсационных вод показали присутствие в них практически всех микроэлементов, которые определены в пластовых водах (таблица 4). Содержание микрокомпонентов сопоставимо, а иногда и превышает таковое для пластовых вод. Обогащение конденсационных вод относительно пластовых связано со следующими факторами:

— при конденсации вод из парогазовой смеси в них прежде всего растворяются агрессивные кислые газы (СO 2 , H 2 S, О2), а также летучие компоненты ( Br 2 , I 2 , NH 3 , Hg, As и др.), которые вместе с газом присутствуют в составе газовой фазы, а при конденсации переходят в ионную форму;

— при взаимодействии активных конденсационных вод с породами, слагающими месторождение, эти воды обогащаются ионами Са 2+ , Mg 2+ , Na + , K + , Cl — , SO 4 2- , НСО 3- , SiO 2 и др. Обогащение вод ионами Са 2+ , Mg 2+ может произойти также при растворении карбонатного цемента скважин;

— из пород в конденсационные воды также переходит значительное количество микрокомпонентов. Причем источником их являются как газы или породы месторождения, так и металлоконструкции скважин, корродирующие под влиянием активных конденсационных вод;

— конденсационные воды содержат широкую гамму органических компонентов, в том числе органических кислот, что повышает их агрессивность по отношению, как к вмещающим породам, так и в процессе разработки месторождения к самим скважинам и различным коммуникациям.

Таблица 4 — Содержание микрокомпонентов в конденсационных водах сеноманских отложений на объектах эксплуатации, мг/дм 3

4.2.3 . Технические жидкости, закачиваемые в скважины и технологическое оборудование для интенсификации добычи, а также при проведении ремонтных работ.

Технические жидкости являются жидкими реагентами различного состава: хлористый кальций, метанол, диэтиленгликоль, ингибиторы коррозии и солеобразования, буровые растворы, продукты солянокислотной обработки, ПАВы и пр.

Отличительными характеристиками этих реагентов является то, что они:

— существенно влияют на минерализацию и состав вод, полученных из эксплуатационных скважин;

— способствуют появлению дополнительных ионов и соединений, не характерных для исследуемого типа вод;

— создают гидрохимические барьеры техногенного происхождения;

— меняют окислительно-восстановительный потенциал и величину pH;

— способствуют развитию вторичных процессов (солеобразование — солеотложение), которые могут протекать в призабойной зоне пласта, стволе скважин и наземных коммуникациях.

4.2.4 . Сточные воды, образующиеся в процессе производственной деятельности и хозяйственно-бытового функционирования организаций. Они представляют собой воду с примесью (иногда довольно значительной по объему) растворенных и нерастворенных (взвешенных) жидких, твердых и газообразных веществ и подразделяются на:

— попутные пластовые (подтоварные);

Для сточных вод характерно, что их составы постоянно варьируют в зависимости от преобладания генезиса сточных вод.

4.2.4.1 . Хозяйственно-бытовые сточные воды образуются во всех промышленных и населенных пунктах в процессе жизнеобеспечения людей. Они характеризуются стабильностью объемов, относительной выдержанностью химического состава и физических свойств. В основе своей они представляют маломинерализованную воду, использующуюся для хозяйственно-питьевого водоснабжения, загрязненную преимущественно органическими веществами.

4.2.4.2 . Ливневые (дождевые) стоки имеют сезонный характер образования и большую неравномерность объемов во времени. В основе своей представляют маломинерализованную воду атмосферного происхождения, загрязненную твердыми взвешенными частицами почв и грунтов, органическими и минеральными веществами, смываемыми с поверхности земли.

4.2.4.3 . Производственные сточные воды образуются на всех объектах в процессе технологического цикла их эксплуатации и характеризуются относительной стабильностью объемов во времени, большим разнообразием химического состава, зачастую повышенной и высокой общей минерализацией, высокой загрязненностью нефтепродуктами и химреагентами.

4.2.4.4 . Попутные подземные воды образуются на газодобывающих объектах и являются водной частью жидкостной фазы продукции эксплуатационных скважин, поступающей вместе с газом, углеводородным конденсатом и нефтью и отделяющейся от них в процессе сепарации.

Попутные подземные воды представляют собой сложную смесь, в состав которой входят в различных объемных соотношениях:

— остаточная порово-капиллярная вода, присутствующая в порах продуктивного пласта-коллектора;

— фильтрат бурового раствора;

— технические жидкости, закачиваемые в скважины в процессе их эксплуатации, ремонта и интенсификации притока газа;

— пластовая подошвенная, контурная и законтурная вода водонапорной системы, подстилающей и оконтуривающей разрабатываемую залежь;

— изредка «чужая» пластовая вода из выше- или нижележащих по отношению к разрабатываемой залежи водоносных пластов.

Как правило, объем пластовой воды увеличивается с увеличением добычи газа и времени эксплуатации месторождения, залежи и эксплуатационных скважин.

4.2.4.5 . Строительные рассолы образуются в результате размыва технической водой подземных емкостей в толще каменной соли при строительстве подземных хранилищ для жидких и сжиженных продуктов. География их ограничена районами развития соляных толщ. В качестве технической воды для размыва используются прошедшие предварительную подготовку хозяйственно-бытовые, ливневые и производственные стоки.

4.2.5 . Поверхностные воды, воды, которые текут или собираются на поверхности земли и находятся в виде водных объектов (озера, реки, болота и т.д.).

Основными причинами загрязнения поверхностных вод являются нарушение сплошности осадочного чехла в результате техногенных факторов, самоизлив скважин в условиях интенсивного отбора пластового флюида в больших объемах и нарушения технологической дисциплины.

Изучение микрокомпонентного состава поверхностных вод является основным для прогноза экологического состояния территории.

Основой правильной организации работ в Лаборатории является проработка и учет всех необходимых организационно-технических условий для проведения качественной и количественной оценки состава воды. Необходимо определиться с номенклатурой контро лируемых показателей химического состава жидкостей, подлежащих определению. В соответствии с этим нужно проводить методическое и приборное оснащение, ориентированное на оптимальное функционирование лаборатории.

Оснащение современной гидрохимической лаборатории предусматривает использование высокопроизводительного химико-аналитического оборудования и соответствующих технологий проведения анализа. В результате этого существенно увеличивается производительность и качество выполняемых измерений, улучшаются условия труда персонала, расширяется перечень определяемых показателей, появляется возможность детектировать неизвестные и обнаруживать не предполагаемые ранее компоненты состава. Однако любые инструментальные методы анализов должны обязательно поверяться наиболее надежными, хорошо апробированными арбитражными методами, которыми являются традиционные классические методы «мокрой химии».

Такие методы характеризуются:

— минимизацией мешающих влияний;

— быстротой проведения анализа;

— низкими пределами обнаружения;

— высокой разделительной способностью;

— возможностью проведения многоэлементного анализа за один временной интервал;

— низкой стоимостью удельных эксплуатационных затрат, приходящихся на объем и качество получаемой информации.

Состав и минерализация жидкостей, поступающих на анализ в гидрохимическую лабораторию, изменяется в широких пределах от пробы к пробе. В этих условиях необходимо работать наиболее надежными методами, позволяющими не менять модификации метода. Достоверность результатов химико-аналитических исследований зависит от применяемых методик выполнения измерений.

Исследования состава и свойств природных и сточных вод необходимо выполнять по стандартизованным, аттестованным или допущенным к применению методикам.

Если по методикам ПНДФ не удается провести анализ в необходимых рамках допускаемых нормативами погрешностей определения из-за мешающего влияния посторонних компонентов, то в методику вносятся дополнительные коррективы, позволяющие рассчитывать на специфичность применяемого аналитического метода.

Проводить химико-аналитические работы по определению состава природных и сточных вод предпочтительно в Лаборатории, прошедшей аккредитацию в рамках системы аккредитации аналитических лабораторий.

4.5.1 . При выполнении химико-аналитических исследований необходимо соблюдать требования безопасности при работе с вредными веществами в соответствии с ГОСТ 12.1.007 .

Во избежание возможного негативного воздействия на организм человека реактивы, применяемые при консервировании проб воды, подготовке и проведении анализов, должны храниться в минимально необходимом количестве.

4.5.2 . Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать значений, установленных в соответствии с ГОСТ 12.1.005 .

4.5.3 . Помещение, в котором проводятся химико-аналитические исследования, должно быть оборудовано общей приточно-вытяжной вентиляцией, соответствующей строительным нормам и правилам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в соответствии с ГОСТ 12.4.021 .

4.5.4 . Необходимо организовать упорядоченное хранение отработанных реактивов и соответствующую их утилизацию. Определенные в установленном порядке отходы деятельности лаборатории следует направлять в специализированные организации по переработке отходов в соответствии с требованиями законодательства.

4.5.5 . Приборы устанавливаются в сухом помещении, свободном oт пыли, паров кислот и щелочей. Рядом с приборами не должны находиться электронагревательные приборы, а также источники электромагнитных колебаний и радиопомех.

Приборы, которые предусмотрены для работ с горючим газом, должны быть установлены на столах под вытяжными устройствами, обеспечивающими удаление продуктов сгорания.

4.5.6 . Необходимо соблюдать правила ТБ по обращению и работе с газовыми баллонами, если таковые применяются. Баллоны с газом должны быть удалены от прибора и радиаторов отопления, а также защищены от прямого воздействия солнечных лучей. При работе с газом, находящимся под давлением, следует соблюдать установленные для этих работ «Правила устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением» [ 1 ]. При подаче газа нужно следить за полной герметизацией всех систем подводных и отводных трубок системы.

4.5.7 . Электробезопасность при работе с приборами должна соблюдаться в соответствии с ГОСТ 12.1.019 .

4.5.8 . Помещение Лаборатории должно соответствовать требованиям пожарной безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.004 . Огнеопасные вещества должны храниться в специальных металлических ящиках (шкафах). Во всех комнатах, где проводятся химико-аналитические работы с огнеопасными веществами, должны быть предусмотрены места установки кассет с сухим песком и углекислотных огнетушителей.

4.5.9 . Лаборатория должна быть оснащена средствами пожаротушения в соответствии с ГОСТ 12.4.009 и средствами индивидуальной защиты глаз, рук, органов дыхания.

В состав средств огнетушения и индивидуальной защиты включаются:

— огнетушитель ручной углекислотный ОУ-8;

— набор для ликвидации последствий аварий и разливов;

— средства индивидуальной защиты и спецодежда;

4.5.10 . К проведению химико-аналитических работ допускают лиц, имеющих высшее или среднее специальное образование, ознакомленных с правилами безопасности при выполнении лабораторных работ, прошедших соответствующий инструктаж, освоивших методы выполнения анализов в процессе тренировки и уложившихся в нормативы точности выполнения соответствующих видов анализа. Организация обучения работающего персонала по технике безопасности проводится в соответствии с ГОСТ 12.0.004 .

4.5.11 . Оператор должен соблюдать меры предосторожности при работе с химическими реактивами в соответствии с ГОСТ 12.1.007 , требования пожарной безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.004 и требования электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019 . Оператор должен быть ознакомлен со специфическими свойствами и действием на организм человека вредных веществ, применяемых при работе и входящих в состав анализируемых объектов.

4.5.12 . К работе с приборами допускаются лица, имеющие квалификацию инженера-химика или техника-химика, прошедшие курс технического обучения, изучившие инструкцию по эксплуатации прибора, а также действующие правила эксплуатации электроустановок.

Допуск на проведение работ лаборантов химического анализа производится согласно «Квалификационному справочнику должностей руководителей, специалистов и других служащих» [2]. Условия и время выполнения измерений выбираются в соответствии с «Нормами времени на проведение химических анализов в газодобывающих организациях» [3].

4.5.13 . Интерпретацию полученных аналитических данных должен проводить гидрогеолог-гидрохимик, который освоил систему аналитических требований, применяемых к выполнению различных задач гидрохимии, и умеет выбрать необходимые методы, позволяющие решать конкретные задачи с необходимой степенью точности.

В соответствии с общей теорией ошибок качество анализов оценивают по следующим параметрам:

— предел обнаружения (чувствительность);

5.1.1 . Погрешности подготовки проб для анализа могут возникать:

— на стадии отбора при определении пространственных координат точки отбора;

— в результате искусственного перемешивания воды при опробовании;

— при загрязнении посуды, в которую отбирают пробу;

— при неправильной консервации (или отсутствии таковой);

— при замораживании и последующем неполном оттаивании проб и т.д.

5.1.2 . При хранении отобранных проб происходит изменение компонентного состава вследствие дегазации пробы, выпадения отдельных компонентов состава в осадок, сорбции поверхностью взвешенных в воде частиц и стенками посуды, образование и разрушение комплексных соединений. Чем больше срок хранения пробы, тем больше погрешность определения содержания компонентов.

5.1.3 . Ошибки, допускаемые при проведении химико-аналитических исследований, подразделяются на систематические и случайные.

5.1.3.1 . К систематическим ошибкам относятся ошибки, которые возникают вследствие: смещения начала отсчета регистрирующих устройств, ошибки в приготовлении головного эталонного раствора, влияния мешающих компонентов и состава проб, потери при концентрировании, неполноты протекания химических реакций и т.д.

Уменьшить систематическую погрешность можно, используя оптимальные средства измерений, вводя буферные растворы или поправочные коэффициенты.

Существуют так называемые субъективные ошибки — когда искажение результатов анализа происходит по причине субъективного восприятия аналитиком, например, требуемой цветовой гаммы. Этот вид ошибок может быть отнесен к систематическим при условии, что работа проводится одним аналитиком.

5.1.3.2 . Случайная погрешность измерений, оставшаяся после устранения систематической погрешности, может произойти по разным причинам плохо вымытая посуда, используемая при отборе; небрежность при проведении анализа; разложившийся реактив и т.д.

Такие причины трудно предусмотреть, поэтому резко отличающиеся от обычных результаты анализов необходимо обязательно перепроверять, желательно другим аналитиком, чтобы исключить возможность повторения ошибки. В общем случае случайную погрешность можно рассматривать как суммарный эффект действия таких факторов. Устранить случайную погрешность результатов измерений сложно, но легко учесть ее влияние на оценку истинного значения измеряемой величины.

Для определения случайных погрешностей вычисляют относительные расхождения (Пr, %) между результатами рядового (основного) и контрольного определений и сравнивают с допустимыми относительными расхождениями, рассчитанными в соответствии с теорией ошибок для методов требуемой категории. Определение случайной погрешности при анализе природных вод принято проводить методами третьей категории точности.

Полученные при проведении конкретных определений относительные расхождения Пr, %, рассчитывают исходя из формулы

П r = 2 · (Ср — Ск) / (Ср + Ск) ´ 100, (1)

где Ср и Ск — результаты основного и контрольного анализов.

Допустимые относительные расхождения Dr , %, между основными и контрольными определениями, рассчитанные в соответствии с теорией ошибок, для анализов проб воды, выполненных по третьей категории точности, приводятся в таблице 5.

Таблица 5 — Допустимые относительные расхождения Dr , %, между основными и контрольными определениями при анализе воды методами 3-й категории точности

источник

3.3.1. Стоки предприятий как источники загрязнения

Технологические установки и другие производственные объекты переработки углеводородных систем являются источниками загрязнения водного бассейна не только нефтепродуктами, но и другими веществами и соединениями. Для выработки природоохранных мероприятий необходимо знать не только перечень основных

загрязняющих веществ, но и основные источники загрязнения.

Для определения основных источников загрязнения водных потоков необходимы исследования по определению химического состава и объемов сточных вод, образующихся на производственных объектах предприятия.

Основным источником загрязнения водного бассейна являются промышленные стоки. В табл. 3.24, 3.26, 3.27 приведены основные характеристики водных стоков с различных установок типового НПЗ топливно-нефтехимического профиля.

Во время хранения и переработки нефти и нефтепродуктов, промежуточных и побочных продуктов происходит неизбежное загрязнение используемой воды углеводородами, твердыми частицами металлов и другими компонентами. Основными источниками загрязнения воды нефтепродуктами являются неплотности в различных соединениях технологических цепочек, утечки из сальников насосов, технологические конденсаты, атмосферные осадки, контактирующие с проливами на технологических площадках.

В соответствии с принятыми в настоящее время стандартами сброс производственных сточных вод, содержащих нефть

Усредненные объемы сточных вод,
поступающих на очистные сооружения типового НПЗ

Обозначение: СТО Газпром 6-2005
Название рус.: Методическое руководство по определению компонентного состава природных и сточных вод на объектах газовой промышленности
Статус: действует
Дата актуализации текста: 05.05.2017
Дата добавления в базу: 01.09.2013
Дата введения в действие: 17.10.2005
Утвержден: 04.07.2005 ОАО Газпром (Gazprom OAO 151)
Опубликован: ООО ИРЦ Газпром (2005 г. )
Ссылки для скачивания:
№ п/п Объект Объем сточных вод
м 3 /год % от общего сброса
1 АВТ-3 64927 1,2
2 ЭЛОУ-АВТ-6 235214 4,5
3 АТ-ВБ 104032 2
4 Установка 24/5 534012 10,4
5 35/11-1000 27391 0,5
6 24/2000 17169 0,3
7 УОР 10491 0,2
8 ГФУ-2 9012 0,1
9 Битумная установка 47405 0,9
10 Г-43-107 1187292 23,1
И Химводоочистка (ХВО) 1627499 31,7
12 ЭЛОУ-2 284458 5,5
13 Установка очистки ТК и СЩС 52751 1

и нефтепродукты, должен отвечать следующим нормативным показателям:

  • — при сбросе в водоем рыбохозяйственного использования содержание нефтепродуктов нормируется не выше 0,05 мг/л;
  • — при сбросе в систему городской хозбытовой канализации — не выше 4 мг/л (в перспективе — до 0,2 мг/л);
  • — для морских сбросов — 25 мг/л.

Основным технологическим показателем качества сточных вод, сбрасываемых установками завода, является содержание в них нефтепродуктов.

Контроль за содержанием нефтепродуктов в сточной воде установок и цехов предприятия позволяет, наряду с другими факторами, оценить правильность ведения технологического процесса, своевременно выявлять нарушения технологии производства, находить такие повреждения, как пропуски конденсационно-холодильного оборудования и т.д. Существующими сетями наблюдений в представительных точках кроме нефтепродуктов определяется также содержание основных компонентов и примесей водных потоков. Отбор и хранение проб проводятся по ГОСТ. Методики, используемые для анализа водных потоков, представлены в табл. 3.25.

Усредненные данные по загрязнению промышленных стоков технологическими установками завода топливно-нефтехимического профиля приведены в табл. 3.26. Следует отметить, что, наряду с проблемой загрязнения нефтепродуктами, имеется проблема загрязнения водных потоков другими вредными компонентами, например, фенолом, сероводородом, хлоридами, взвещенньши веществами и др. Например, более половины вклада в общее загрязнение сточных вод фенолом вносят: установка очистки технологического конденсата и сернисто-щелочных стоков (УО ТК и СЩС) (-47%), установка Г-43-107 (-5%), установки ЭЛОУ и первичной переработки нефти (-3%), установка 24/5 (-1,8%). Наибольшее количество фенола на установках первичной переработки нефти поступает с водами дренажных емкостей колонн К-1 и К-2.

Одними из основных загрязнителей сточных вод сероводородом являются установки очистки ТК, СЩС и Г-43-107 (-80%), а также установки ЭЛОУ и первичной переработки нефти (-20%).

Основными источниками хлоридов в сточной воде являются стоки установок химводоочистки (ХВО) (-36%) и солесодержащие стоки ЭЛОУ (-12%). Следует отметить, что содержание хлоридов в сбросных водах ХВО значительно увеличивается в периоды регенерации катионита. Наибольшее содержание ионов аммония

Аттестованные методики анализа сточных вод, переработанные
в соответствии с действующими нормативно-техническими документами

№ п/п Название методики Суть метода Используемый метод Ω Диапазон измеряемых концентраций До-
ку-
мент
1 Взвешенные вещества (мех. примеси) Метод заключается в фильтрации через мембранный фильтр определенного объема анализируемой воды, промывке осадка растворителем, высушивании осадка Гравиметрический 5 5-500 мг/дм 3 А
2 Растворенные вещества (сухой остаток) Метод заключается в выпаривании определенного объема профильтрованной воды, высушивании и взвешивании осадка Гравиметрический 5 100-50000 мг/дм 3 А
3 Химическое потребление кислорода (ХПК). Бихроматный метод Метод основан на окислении органических веществ избытком бихромата калия в кислой среде при кипячении в присутствии сульфата серебра. Избыток бихромата определяют титрованием раствором соли Мора Окислительно восстанови тельное титрование 20 5-200 мг О2/дм 3 А
4 Биохимическое потребление кислорода (ВПК). Метод разбавления Метод основан на определении количества растворенного кислорода до и после периода инкубации. Содержание кислорода определяют иодометрическим титрованием Окислительно восстанови тельное титрование 15 6-500 мг О2/дм 3 А
№ п/п Название методики Суть метода Используемый метод Ω Диапазон измеряемых концентраций До-
ку-
мент
5 Нефтепродукты. Определение методом инфракрасной спектрофотометрии Метод заключается в экстракции эмульгированных и растворенных нефтепродуктов из воды ССЦ; хроматографическом отделении их от других классов органических соединений, количественном определении методом инфракрасной спектрофотометрии Инфракрасная спектрофотометрия 25 0,01-100 мг/дм 3 А
6 Фенолы. Колориметрическое определение летучих с паром фенолов Метод основан на отгоне летучих с паром фенолов из пробы с последующим фотоколориметрическим определением их в полученном дистилляте Фотоколориметрия 25 Более 0,05 мг/дм 3 А
7 Аммонийные ионы и аммиак. Фотометрический метод определения с реактивом Несслера. Метод основан на образовании окрашенного в желтый цвет соединения — йодистого меркураммония — при взаимодействии иона аммония с реактивом Несслера с последующим фотоколориметрическим определением Фотоколориметрия 10 0,1-5 мг/дм 3 А
8 Сульфаты. Турбидиметрическое определение Метод основан на турбидиметрическом определении сульфат-иона в виде суспензии сульфата бария, стабилизированной глицерином Турбидиметрическое определение 10 15-6000 мг/дм 3 А
9 Хлориды. Меркуриметрическое определение Метод основан на образовании малодиссоциированного хлорида ртути(II) при взаимодействии хлорид-иона с Осадительное титрование 10 5-50000 мг/дм 3 А
№ п/п Название методики Суть метода Используемый метод Ω Диапазон измеряемых концентраций До-
ку-
мент
с ионами ртути. Точку эквивалентности определяют в присутствии индикатора дифенилкарбазида в азотнокислой среде при рН=2,5±0,1.
10 Активная реакция сточных вод (рН) Метод основан на использовании лабораторного рН-метра со стеклянным электродом Потенциометрическое определение 0,1 ед. РН 1-19 ед.рН Б
11 Щелочность Метод основан на титровании воды раствором сильной кислоты в присутствии индикатора метилоранжа. Кислотно-основное титрование 10 Более 0,1 мг-экв/дм 3 Б
12 Определение сульфид- и гидросульфид-ионов Метод основан на осаждении этих ионов солями кадмия; последующем взаимодействии отфильтрованного осадка сернистого кадмия с раствором иода и титровании избытка иода тиосульфатом натрия Окислительно-восстановительное титрование 15 Более 0,1 мг/дм 3 Б
А Методическое руководство по анализу сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов. БашНИИ НП. Уфа, 1992 г. Издание третье, переработанное, аттестованное.
Б Методическое руководство по анализу сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов. БашНИИ НП. Уфа, 1977
Ω — Нормы погрешности измерений показателей состава и свойств, ±δн, %.

Усредненные данные по загрязненности стоков
технологических установок предприятия топливно-нефтехимического профиля
по сравнению с речной водой

Определяемые ингредиенты
рH Сl — Щобш Са 2+ 4 + NO3 Fe3 + а в
°С мг-экв/дм 3 %
Речная вода 10 7,6 отс. 100 73 3,8 4,99 3,64 1,35 2 0,2 9,7 отс. 0,2 0,19 2 562 68
АВТ-3 (сточная) 25 7,35 2,0 607 177 3,4 8,06 3,26 4,8 21 0,41 0,81 0,73 2,1 860 23 1600 51
АВТ-3 Е-1 21 6,6 26 33 0,25 2,0 0,44 0,26 0,18 35 отс. 0,25 1,93 0,2 43 отс. 72 отс.
АВТ Е-2 18 3,9 48 23 1,5 4,0 0,5 0,31 0,19 29 0,35 0,6 5,9 0,4 52 отс. 84 отс.
АВТ-6 (сточная) 25 9,9 отс. 273 78 5,6 1,7 1,3 0,4 4 0,41 19,0 отс. 2,3 60 19 770 36
АВТ-6 Е-1 26 5,5 61 18,6 28 0,02 0,43 0,28 0,15 3 отс. отс. 1,3 0,2 90 отс. 8 отс.
АВТ-6 Е-3 30 2,2 189 64 270 отс. 2,69 1,7 1,0 4 отс. отс. 3,0 60 58 отс. 712 20
ЭЛОУ-6 Е-18 40 5,8 9,0 1086 117 0,3 10,8 8,6 2,2 3 0,14 отс. 0,65 3,0 40 9 2300 58
АТ-ВБ (сточная) 24 7,8 отс. 637 221 4,2 10,2 6,7 3,5 45 0,53 1,8 0,33 3,6 200 38 1780 86
24/5 (сточная) 24 7,8 отс. 334 201 3,5 6,3 4,4 1,9 29 0,62 2,5 0,28 1,8 60 108 1160 77
35/11-1000 (ст.) 33 9,5 отс. 531 184 4,4 2,3 1,3 1,0 29 0,2 отс. 0,03 1,4 51 936 1632 88
24/2000 (ст.) 19 7,7 отс. 273 142 3,3 5,4 4,4 1,0 35 0,18 1,9 0,13 3,6 30 40 904 77
Цех №5 (сбросная вода) 17 7,4 отс. 114 56 4,9 6,7 4,8 1,9 1 0,34 30 отс. 0,9 7 1 772 60
УОР (сточная) 27 9,6 отс. 99 61 7,3 1,7 1,2 0,5 64 0,09 отс. отс. 1,6 14 12 376 52
ГФУ-2 (сточная) 21 7,8 отс. 212 93 3,2 5,0 3,6 1,4 4 1,5 отс. отс. 0,2 18 отс. 668 77
Битумная (сточная) 32 9,6 отс. 137 88 6,0 1,7 1,2 0,5 2 2,1 отс. 0,7 3,7 400 84 738 67
Г-43-107 (ст.) 29 8,7 1,2 250 132 3,6 3,6 1,7 1,9 12 1,1 отс. 0,36 0,7 720 56 960 81
ЭЛОУ-2 34 7,8 отс. 320 123 2,5 5,2 3,8 1,4 28 0,06 отс. 0,3 1,3 1500 191 1070 74
УО ТК и СЩС 39 8,8 140 2227 75 43 1752 79

а — взвешенные вещества; б — растворимые вещества; в — зольность; н/пр — нефтепродукты

наблюдается в воде установки очистки ТК и СЩС (табл. 3.26). Как видно из представленных выше данных, УО ТК и СЩС является одним из основных источников загрязнения водного бассейна. Установка очистки ТК и СЩС необходима для обезвреживания технологического конденсата (ТК) и сернисто-щелочных стоков (СЩС) установок каталитического крекинга (Г-43-107).

Таким образом, основными загрязнителями, присутствующими в сточных водах нефтеперерабатывающих заводов, являются нефтепродукты, взвешенные вещества, соли, органические соединения, фенолы, аммонийный азот, растворенный сероводород. В табл. 3.27 представлены усредненные данные по загрязнению сточных вод нескольких НПЗ.

Объем и качество потребляемой в технологическом процессе воды и состав отводимых в открытые водоемы сточных вод зависят от технологии производства, вида выпускаемой продукции, уровня технического оснащения предприятия и внутри- и внезаводских очистных сооружений и установок. Особенностью предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности является то, что сточные воды образуются, как правило, не от изолированных производственных процессов или агрегатов, а являются совокупностью потоков, собираемых от предприятия в целом.

Технологические установки по видам процесса можно разбить на следующие группы: разделение, очистка и вторичные процессы. Далее приведены данные о распределении потоков сточных вод по группам технологических установок (в % от общего количества

Усредненные данные по загрязнению сточных вод

Загрязнитель сточных вод Концентрация, мг/дм 3
После очистки на НПЗ Норма для биоочистки Норма для водоемов
Нефтепродукты 7,9 до 4 до 0,05
Сероводород 3,2 отс. отс.
Фенол 1,3 0,1 до 0,01
Хлориды 540 до 340 до 300
Сульфаты 146 до 100
Взвешенные вещества 7,9
ХПК 130 до 15
БПК5 64 до 3
Аммонийный азот 52 до 30 до 0,39

сточных вод) в процессах: разделения — 42,3; очистки — 29,0; вторичных — 26,7; эксплуатации вспомогательных установок и энергосистем — 2,0.

В зависимости от источников образования сточные воды подразделяют на следующие группы.

1. Нейтральные нефтесодержащие сточные воды. К ним относятся сточные воды, получающиеся при конденсации, охлаждении и водной промывке нефтепродуктов (кроме вод барометрических конденсаторов АВТ), после очистки аппаратуры, смыва полов помещений, от охлаждения втулок сальников насосов, дренажные воды из лотков технологических аппаратов, а также ливневые воды с площадок технологических установок.

2. Солесодержащие сточные воды (стоки ЭЛОУ) с высоким содержанием эмульгированной нефти и большой концентрацией растворенных солей (в основном хлористого натрия). Они поступают от электрообессоливающих установок и сырьевых потоков. К ним относятся дождевые воды с территории указанных объектов. Содержание солей в водах этой группы зависит главным образом от качества нефтей, поступающих на переработку.

3. Сернисто-щелочные сточные воды получаются при защелачивании светлых нефтепродуктов и сжиженных газов.

Характерные нормы расхода охлаждающей воды
и отведения сточных вод для НПЗ без учета ТЭЦ

Профиль завода Расход воды, м 3 /т Количество сточных вод, выпускаемых в водоем, м 3 /т
оборотной свежей потери воды загрязненных условно чистых всего
Топливного профиля с неглубокой схемой переработки нефти 16,80 1,31 0,79 1,12 1,12
То же, с глубокой схемой переработки 39,60 1,90 0,76 1,14 1,14
Топливно-масляного профиля с неглубокой схемой переработки нефти 41,20 2,71 1,10 1,22 0,39 1,61
То же, с глубокой схемой переработки 68,50 4,98 2,00 2,52 0,44 2,96

Характеристики сточных вод типового НПЗ

Виды сточных вод Концентрация веществ, мг/л БПКполн., мгО2 ХПК, мгО2 рH
Фенол Взвешенные вещества Нефте-
продукты
Сульфиды Сухой остаток
Нефтесодержащие нейтральные 100-300 1000-8000 700-1500 150-300 300-500 7,2-7,5
Солесодержащие (стоки ЭЛОУ) 10-20 300-800 1000-10000 30000-40000 30000-40000 800-1500 2000-5000 7,2-8,0
Сернисто-щелочные 6000-12000 300 8000-14000 30000-50000 65000-95000 100000-150000 13-14
Кислые 2500 2-4
Сероводородсодержащие 4-5 300-400 10000-15000 300-500 2500-3500 5-6

4. Кислые сточные воды с установок регенерации серной кислоты образуются в результате неплотностей соединений в аппаратуре, потерь кислоты из-за коррозии аппаратуры.

5. Сероводородсодержащие сточные воды поступают в основном от барометрических конденсаторов смешения установок АВТ, каталитического крекинга, замедленного коксования, гидроочистки и гидрокрекинга.

О значительной экологической нагрузке, оказываемой процессами нефтепереработки на гидросферу, свидетельствуют данные табл. 3.28. Характеристики сточных вод типового завода топливно-нефтехимического профиля приведены в табл. 3.29.

Таким образом, одним из важнейших аспектов защиты экологической чистоты гидросферы предприятий нефтеперерабатывающей промышленности является вопрос совершенствования структуры водопотребления и водосброса.

  • Укажите цели и задачи мониторинга водного бассейна типового завода топливно-нефтехимического профиля.
  • Какие индексы используются для оценки загрязнения водного бассейна?
  • Какие классификации сточных вод заводов известны?
  • Назовите источники загрязнения сточных вод нефтью и нефтепродуктами.
  • Укажите источники сбросов фенолов.
  • Какие источники хлоридов и аммонийного азота вам известны?
  • Какие нормативы установлены на допустимое содержание нефти и нефтепродуктов в водоемах различного назначения?

источник