Резервуары для хранения нефти начали использоваться в  нефтедобывающий отрасле еще в начала XIX в. Большинство стандартов, широко применяемых в нефтяной индустрии по всему миру, разработаны Американским нефтяным институтом  и Американским обществом инженеров-механиков. Эти стандарты устанавливают такие аспекты хранения нефти и нефтепродуктов, как геометрические размеры резервуаров, материалы для их изготовления, налив нефти в резервуары, их разгрузка и ремонт. Однако в указанных стандартах вскользь говорится об удалении донных нефтешламов из резервуаров и об их мойке. Удивительно, но через 100 лет после постройки первого резервуара для хранения нефти ручная очистка от нефтешламов остается наиболее распространенным методом по всему миру.

На многих предприятиях, хранящих, транспортирующих и использующих в технологическом процессе производства горюче-смазочные материалы, резервуары для их хранения чаще зачищают вручную, что подвергает опасности жизни работников. Для того чтобы емкости исправно работали, необходимо своевременное проведение ремонтных и сервисных работ, к числу которых относят промывку и очистку . Чрезвычайно важная задача -  их безопасная организация. К сожалению, пока эта работа не обходится без ручного труда, который пагубно влияет на здоровье и довольно опасен.

Примером может служить несчастный случай, происшедший 4 января 2012 г. с промывальщиком-пропарщиком в г. Ишимбай (Республика Башкортостан). Необходимо было очистить цистерны от остатков печного топлива под налив дизельного. Рабочий одел спецодежду, спецобувь, страховочное снаряжение и приступил к работе с напарником. Подойдя к цистерне и надев шланговый дыхательный прибор (далее ШДП), он по внутренней лестнице спустился внутрь котла цистерны. Напарник передал рабочему инструмент для зачистки внутренней поверхности котла и остался у горловины цистерны, держа в руках страховочную веревку и шланг ШДП. Рабочий приступил к зачистке. Пройдя 2 м от торца цистерны, он поскользнулся, упал и ударился головой о днище котла. Напарник, увидев отсутствие движения страховочного каната, окликнул рабочего, но ответа не последовало. Заглянув внутрь, напарник увидел лежащего на дне рабочего, с помощью других работников были приняты меры по его извлечению из котла цистерны. Полученные им повреждения относят к категории тяжелых: отравление парами нефтепродукта, кома 2-й степени, ушиб и ссадина лба. В крови этиловый спирт не обнаружен. Причина несчастного случая — неосторожные действия рабочего при очистке с помощью швабры внутренней поверхности котла, приведшие к падению с последующими срывом маски ШДП и отравлением парами нефтепродуктов.

Резервуары зачищают не менее 1 раза в 2 года при хранении автомобильных бензинов и дизельного топлива, не менее 1 раза в год при хранении смазочных масел, имеющих компоненты присадок. Резервуары, предназначенные для других аналогичных по физико-химическим свойствам нефтепродуктов, зачищают по мере необходимости, определяемой условиями сохранения качества нефтепродуктов и техническим состоянием резервуаров. Зачистку делают также перед сменой заливаемого в резервуар нефтепродукта, перед подготовкой к очередному или внеочередному ремонту, при освобождении от пирофорных высоковязких осадков, содержащих влагу, ржавчину и т.д., что в отдельных случаях может произойти и раньше установленных сроков.

Резервуары зачищают специальные бригады. Перед началом работ все члены бригады проходят инструктаж по правилам безопасного ведения работ и оказания первой помощи при несчастных случаях. Ответственное лицо заносит в наряд-допуск фамилии всех членов бригады, делает отметку о прохождении ими инструктажа и оформляет акт о готовности резервуара для проведения зачистных работ, в котором отражает следующие данные:

• от какого нефтепродукта будет освобожден резервуар;
• какие будут отсоединены трубопроводы и открыты люки;
• будет ли пропарка и в течение какого времени; будет ли заливаться вода в резервуар;
• результаты анализа воздуха на содержание углеводородов, сероводородов и тетраэтилсвинца (далее ТЭС);
• перечень средств, которыми предусматривается зачистка.

При зачистке резервуаров в первую очередь удаляют осадок, оставшийся в нижней части резервуара, — смесь хранимого нефтепродукта с грязью, ржавчиной, присадками, а в некоторых случаях и с водой. Осадок из резервуара убирают при помощи подъездных средств, насосов или вручную. При увеличении в резервуаре концентрации вредных паров выше регламентированных санитарными нормами значений работы прекращают. Рабочие уходят из резервуара, после чего проводят его дегазацию до тех пор, пока концентрация вредных паров не достигнет значений, предусмотренных санитарными нормами.

Ручной метод очистки нефтяных резервуаров имеет недостатки:

1) огромный риск для здоровья и безопасности людей, проводящих очистку; загрязнение окружающей среды (водного и воздушного бассейнов и почвы);

2) объем нефтеотходов, генерируемых при такой очистке, огромен.

Это создает проблемы с их последующими транспортированием, захоронением, повторной переработкой и (или) обезвреживанием.

Существуют две основные причины, угрожающие безопасности при очистке резервуаров. Во-первых, ручная очистка силами сервисных компаний вошла в нормальную практику по всему миру. При этом заказчик уделяет мало внимания оценке подрядчика с точки зрения безопасности проведения работ. Причем данный факт характерен и для ряда российских предприятий.

Во-вторых, стадия очистки резервуаров в технологическом процессе нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий традиционно рассматривается как последняя по значимости и откладывается на как можно более поздние сроки. Когда с очисткой уже нельзя больше тянуть, предприятие спешно ищет подрядчика, руководствуясь при этом не безопасностью и качеством работ, а стоимостью оказываемых услуг. Зачастую даже не проводят анализ методов очистки резервуаров, которыми будет пользоваться нанятая для этих целей сервисная компания. В результате указанных выше факторов низкоквалифицированные чистильщики работают внутри резервуаров, уровень нефтешлама в которых доходит иногда до 5 м, используя при этом далеко не безопасные методы очистки.

В большинстве стран при выборе сервисной компании для оказания подобных услуг минимальная цена очистки резервуара превалирует над риском пожара или даже взрыва. Статистически более 80 % всех несчастных случаев - следствие человеческого фактора, а в отношении очистки резервуаров данная цифра приближается к 100 %. Данный замкнутый круг, при котором низкая безопасность очистных работ - следствие их низкой стоимости, многократно повышает риски как для работников предприятия, так и для его инфраструктуры в целом. К сожалению, картина очистки резервуаров от донных нефтешламов практически не изменилась со времени, когда был введен в действие первый резервуар (100 лет назад), который чистили лопатами и швабрами.

Еще одна проблема — воздействие углеводородов на здоровье человека при ручном методе зачистки резервуаров. Не секрет, что длительное воздействие углеводородов, попадающих в органы дыхания человека, крайне отрицательно сказывается на здоровье, вызывая ряд тяжких заболеваний, включая раковые. Зачастую средства индивидуальной защиты, применяемые при очистке, примитивны и фактически не защищают человека от крайне вредной атмосферы внутри резервуаров. Отметим, что в странах, традиционно добывающих нефть на протяжении многих десятилетий, средства индивидуальной защиты рабочих, очищающих резервуары, хуже, чем в странах, относительно недавно приступивших к добыче и переработке нефти .

Очистка нефтяных и нефтепродуктовых резервуаров — колоссальный источник загрязнения окружающей среды по всей планете. Созданные во многих странах институты защиты окрущающей среды, включая экологическую полицию, считают приоритетными технологии, исключающие загрязнения, по сравнению с технологиями, позволяющими утилизировать и обезвреживать загрязнения, генерируемые в результате производственной деятельности.

При ручной очистке резервуаров от нефтешламов образуется огромное количество отходов 1-го класса опасности, которые обычно сбрасывают в шламонакопители, загрязняя окружающую среду за счет испарений углеводородов, их биодеструкции и миграции с грунтовыми водами. Перерабатывать такие нефтеотходы из шламонакопителей крайне сложно и затратно.

Как известно, нефтешламы из резервуаров на 60—90 % состоят из углеводородов. Если непосредственно в процессе очистки выделить эти углеводороды и вернуть их в производство в качестве промежуточного продукта, то объем нефтешлама, подлежащего захоронению, снизится соответственно на 60—90 %. Подчеркнем, что переработать «свежий» нефтешлам, извлеченный из резервуара при его очистке, значительно проще, чем пролежавший длительное время в шламонакопителе.

Донные нефтешламы могут быть удалены только специальными методами. Их невозможно откачать так, как откачивают нефть. Затраты складываются из оплаты труда работников, удаляющих шлам из резервуаров, а также из расходов на утилизацию и (или) захоронение нефтяных шламов — отходов 1-го класса опасности. Последняя статья расходов определяющая.

В России ежегодно образуется более 3 млн т неф-тешламов: нефтедобывающие компании — более 1 млн т нефтешламов и нефтезагрязненных грунтов; нефтеперерабатывающие предприятия — 0,7 млн т; нефтяные терминалы — 0,3 млн т; другие источники, включая железнодорожный транспорт, аэропорты, морские порты, — 0,5 млн т .

Большинство крупных российских нефтяных компаний используют услуги сторонних организаций для переработки и захоронения нефтешламов. В зависимости от региона стоимость захоронения нефтешлама в России варьируется от 700 до 1300 руб. за 1 м3 (24—45 долл. США). В связи с принятием Правительством Российской Федерации более жестких законов, связанных с охраной окружающей среды, данные цифры имеют тенденцию к постоянному увеличению. При использовании специализированного оборудования удаляемый из резервуаров нефтешлам перерабатывают с извлечением из него нефтяной (углеводородной) составляющей, которую возвращают в производство вместе с нефтью. При этом количество шлама, подлежащего дальнейшему обезвреживанию или захоронению, снижается в 6—10 раз.

Ручную зачистку внутренней поверхности резервуара выполняют в два этапа: на первом — при помощи лопаток и скребков, изготовленных из цветных металлов или неметаллических материалов, снимают слой осадка с внутренних стенок резервуара с его последующим удалением, что может привести к отравлениям, возгораниям и травмам; на втором — стенки внутренней поверхности резервуара промывают и протирают. Если зачистку проводят в летний период, когда источники горячей воды, пара не работают, то используют воду из водопроводной сети. Для этого резервуар заполняют водой так, чтобы вода вместе с частичками нефтепродуктов непрерывно сливалась через заливной или замерный люк, что может стать причиной значительного загрязнения окружающей среды.

Для экономии воды резервуар, полностью заполненный водой, оставляют на 10—12 ч, давая возможность всплыть на поверхность частичкам нефтепродуктов. По истечении данного времени в резервуар добавляют чистую воду, а смесь нефтепродуктов с водой сливают до тех пор, пока не будет удален слой нефтепродуктов с поверхности воды. Затем воду из резервуара сливают и промывают его водой из брандспойта. После этого резервуар проветривают, открыв для этого все люки и задвижки. Окончательно его внутреннюю поверхность протирают мешковиной или деревянными сухими опилками с их последующим удалением. Для зачистки резервуаров применяют и пар, что в случае нарушения технологии производства работ может привести к ожогам персонала, а также к разрыву эксплуатируемого оборудования. При использовании пара после снятия и удаления осадка полностью закрывают люки, задвижки и в течение 2—3 ч непрерывно подают пар в резервуар. Прекратив подачу пара, одновременно открывают люки и задвижки и проветривают резервуар с последующей протиркой.

Все более актуально применение в нашей стране профессиональных и автоматизированных комплексов очистки резервуаров. Выбор таких комплексов в мире, к сожалению, не очень велик. Так, механизированную зачистку горизонтальных резервуаров вместимостью до 50 м3 из-под бензинов, дизельных топлив и смазочных масел выполняют моечной установкой УМ-1. При помощи данной установки проводят частичную или полную зачистку.

Преимущество данного способа — питание электродвигателей и электроподогревателя осуществляется от щита автозаправочной станции или нефтебазы по кабелю, пульт управления которыми во время зачистных работ снимают с УМ-1 и выносят из зоны, загазованной парами углеводородов, что не допускает наличия источника зажигания во взрывопожароопасной среде и обеспечивает безопасность персонала. Установкой УМ-1 проводят сокращенную и полную зачистку резервуаров из-под бензинов, дизельного топлива и масел. Операции сокращенной зачистки (согласно ГОСТ 1510—84):

• откачка остатка нефтепродукта в специально подготовленную емкость для дальнейшей утилизации либо вторичного использования, что обеспечивает экологическую безопасность процесса;
• мойка гидромонитором струями воды под давлением. В холодное время года с температурой воздуха ниже 10 °С применяют (и для резервуаров из-под масел) горячую воду (40—50 °С), летом — воду без подогрева. Мойку проводят с одновременной откачкой промывочной воды и эмульсии эжектором (ее продолжительность 1—2 ч, давление промывочной воды не менее 0,5 МПа), т.е. по замкнутому циклу, что обеспечивает высокую экологичность производства, снижает количество сточных вод;
• выборка осадка, протирка насухо (продолжительность 10—15 мин), что позволяет наливать продукт непосредственно после проведенных работ.

Полную зачистку проводят перед ремонтом. Ее операции:

• откачка остатка нефтепродукта;
• мойка гидромонитором по замкнутому циклу (продолжительность мойки 1—2ч);
• дегазация принудительным вентилированием в течение 4 ч;
• мойка внутренней поверхности резервуара чистой водой с помощью распылителя. Продолжительность мойки 10—15 мин (200 л). Одновременно проводят выкачку этой воды эжектором;
• отбор проб воздуха из резервуара (0,3 м от днища) на содержание в нем углеводородов и ТЭС (продолжительность отбора проб 1 ч);
• выборка осадка вручную (время выполнения операции 10—15 мин).

Перед ведением огневых работ повторно отбирают и анализируют пробы воздуха из резервуара на содержание в нем углеводородов и ТЭС. В случае повышения их предельно допустимых концентраций после выборки осадка осуществляют дополнительное вентилирование в течение 1—2 ч, что снижает опасность возникновения чрезвычайных ситуаций .

Наиболее эффективный способ, исключающий выбор донного осадка вручную, реализован на установке «МегаМАКС». Безопасная работа комплекса обеспечена рядом факторов: расстояние от резервуара 150 м и более; гидроприводное оборудование, включая вспомогательное, обеспечивающее удаление шлама из резервуара; автоматический мониторинг качества заземления всех элементов комплекса, находящихся внутри резервуара при очистке, с автоматическим отключением подачи моющих агентов в случае ухудшения качества заземления, а также газовой среды в резервуаре с автоматическим отключением подачи моющих агентов в случае приближения к границам взрываемое™.

Безопасность персонала обеспечена минимальным временем его нахождения внутри резервуара

при проведении очистных работ. Присутствие рабочих в резервуаре необходимо только при установке вспомогательного оборудования (роботизированная пушка, бустерный насос, моющие головки). Непосредственно процесс извлечения шлама проходит без присутствия человека в резервуаре, однако шламовый экстрактор собирают вручную внутри цистерны. Роботизированной пушкой дистанционно управляет оператор, находящийся за пределами резервуара.

Комплекс позволяет не только механизированным способом извлекать нефтешлам из резервуара, но также перерабатывать его методом разделения фаз, тем самым обеспечивая его экологичность. Современная центрифуга, спроектированная специально для вязких нефтешламов, разделяет их на нефтяную, водную и твердую фазы. Нефтяная фаза возвращается в производство, вода находится в обороте с частичным ее выводом из рециркуляции на очистные сооружения (в случае наличия подтоварной воды в очищаемом резервуаре). Твердая фаза — отход, подлежащий дальнейшему обезвреживанию или захоронению. Однако количество такого отхода снижается на 60—90 % по сравнению с ручной зачисткой резервуаров.

Экономическая целесообразность использования подобных комплексов продиктована тремя их основными достоинствами: возвратом в производство нефтяной фракции, извлеченной из донного нефтешлама; многократным снижением объема нефтеотходов, подлежащих вывозу и захоронению (или обезвреживанию); увеличением скорости оборачиваемости резервуарного парка за счет снижения времени нахождения резервуаров под очисткой.

Сделаем вывод, что основные производственные процессы при подготовке цистерн к наливу нефтепродуктов, крытых и других вагонов к перевозке должны быть максимально автоматизированы и механизированы. Следует предусматривать наиболее оптимальный режим выполнения операций по обработке емкостей, направленный на повышение безопасности работ: сведение к минимуму ручного труда; сокращение времени пребывания работника внутри цистерны или емкости .

Дополнительным способом повышения безопасности может стать замена шламового экстрактора на установку фрезы для выборки шлама на телескопическую основу, исключающую повреждение внутренних стенок цистерны, посредством чего будет исключена его ручная сборка внутри емкости, что обезопасит данный технологический процесс..

Реализация предложенного метода выборки донных отложений (шлама) поможет привести к снижению человеческих жертв, связанных со взрывами, с отравлениями парами углеводородов, экологическими катастрофами и другими чрезвычайными происшествиями, причина которых — человеческий фактор.