Диссертация (1090191), страница 41
Текст из файла (страница 41)
(6.91)Если требуется из общего количества отходов от нефти выделить только нефтешламы Sl, то применима формула:Sl = SlRn + SlINf – SlstENf + SlFNf + SlIF,то есть здесь суммируется весь шлам от добытой и импортированной нефти, произведенного и импортированного топлива за вычетом шлама от хранящейся зарубежом экспортированной нефти.Тогда имеем:Sl = (Rn + INf )∙ Ntr + (Rn + INf – ENf)∙ Nst + (FNf + IF)∙NF.(6.92)Так как при транспортировке нефти, как говорилось выше, используются разные нормативы, в зависимости от того, каким транспортом она перевозится, – Ntrm(трубопроводным) и Ntrs (наливным), то(Rn + INf )∙ Ntr = u(Rn + INf )∙ Ntrm + (1–u)∙(Rn + INf )∙ Ntrs = SltrmNf + (1–u)∙(Rn + INf )∙Ntrs,(6.93)где u – доля нефти, перевозимой трубопроводным транспортом.
Для России u =0,95 (более 95 % всей добываемой нефти перекачивается с помощью нефтепроводов [334]). Протяженность магистральных трубопроводов (нефте- и нефтепродуктопроводов) Lt на территории России составляет 65000 км [290]. В соответствии сформулой (6.84)SltrmNf = 0,04 Lt ˑ 4 = 0,16 ˑ 65000 = 10400 (т).(6.94)Согласно формулам для нефти (6.85), (6.93) и формуле для топлива (6.88):(1–u)∙(Rn + INf )∙Ntrs = 0,05 ˑ 0,002 ˑ V (т) = 0,0001 (Rn + INf ) / ρN = 0,000118 (Rn + INf),(Rn + INf – ENf)∙Nst = 0,00235 (Rn + INf – ENf).Тогда количество нефтешламов:Sl = 10400 + 0,000118 (Rn + INf ) + 0,00235 (Rn + INf – ENf) + [0,04 (BNf + IB) + 0,9(DNf + ID) + 0,9 (KNf + IK) + 46 (M Nf + IM)] / 1000,илиSl = 1,04ˑ105 + 2,47ˑ10-3 (Rn + INf ) – 2,35ˑ10-3 ENf + [0,04 (BNf + IB) + 0,9 (DNf + ID) +0,9 (KNf + IK) + 46 (M Nf + IM)] / 103 (т).(6.95)226Мазутная золаЗола от сжигания нефти и нефтепродуктов в виде улавливаемых отходов образуется только при сжигании мазута (мазутная зола Мзз, или AshM) и представляетсобой смесь золо-сажевых отложений [110].Согласно формуле (6.11)Мзз = В'·Ар · (0,01 – f ' · (1– η з)), т/год.(6.96)где В' – годовой расход мазута, т/год;Ар – зольность мазута, %.
Согласно [114, Приложение 3; 115, Приложение 1] зольность мазутов составляет 0,1 %;f ' – коэффициент, который, согласно [114, 115], можно принимать по соответствующим таблицам. Значение показателя f для мазута составляет 0,01;η з – доля твердых частиц, улавливаемых в золоуловителях. Так как на разныхпредприятиях используются различные типы золоулавливающих устройств, тодля дальнейших расчетов используем среднее значение коэффициента очистки вдолях [159]: η з – 0,9.Подставляя в формулу (6.96) значения всех известных коэффициентов и вынося за скобки общие члены, получаем:Мзз = В'·Ар · (0,01 – f '· (1– η з)) = 0,1 В'·(0,01 – 0,01 · (1– 0,9)) = 90·10-5 В'.(6.97)Так как, исходя из наших обозначений, В' – это Mc = M – M ·NM, а NM = 46 кг на1 т мазута, или 0,046 т/т, то можно написать:AshM = 90·10-5 M · (1–NM) = 90·10-5 M · (1 – 0,046) = 85,86ˑ10-5 M (т/год).Следовательно, усредненное значение норматива образования мазутной золысоставляет: NMc = 85,86·10-5, то есть менее одной десятой процента от используемого топлива.Золо-сажевые отходыСогласно формуле (6.11) количество твердых отходов от сжигания мазута составляет сумма образующихся золы и сажи за вычетом твердых частиц, не уловленных газоочистным оборудованием и унесенных отходящими газами:Wc = В' · [Ар (0,01·– f '· (1– η з)) + 0,01·q4·QT / 32680], т/год.227Для мазута Ар = 0,1 %; f ' = 0,01; η з = 0,9; q4 = 0,02 %; QT = 40421 кДж/кг [110].ТогдаWc = WMc = В'· [0,1·(0,01·– 0,01· (1– 0,9)) + 0,01·0,02·40421 / 32680] = 11,47ˑ10-4 В'.Так как В' – это Mc = M – M · NM, а NM = 46 кг на 1 т мазута, или 0,046 т/т, тоWMc = 11,47ˑ10-4 Mc = 11,47ˑ10-4 M·(1–NM) = 11,47ˑ10-4 M·(1–0,046) = 10,94ˑ10-4 M,т/год.(6.98)Следовательно, твердые (суммарные золо-сажевые) отходы от сжигания мазута составляют чуть более 0,1 % от общей массы использованного топлива.НефтегрунтыКоличество образующихся нефтегрунтов обычно принимается по факту [146] изависит от аварийных разливов пластовой воды, нефти и нефтепродуктов в районах добычи, транспортировки, распределения и переработки нефти.
Так, в 2015г. произошло около 24 тыс. порывов трубопроводов, площадь загрязненных в результате аварий земель составила 89 га [206].Ориентировочно норма образования замазученного грунта (N) составляет [110]:N = (0,7÷1,0)·10-4 G , т/год,где G – годовой расход мазута, т/год.Мы возьмем максимальное удельное количество загрязненного грунта – 1,0·104т/т мазута, чтобы учесть еще и грунт, загрязненный сырой нефтью, то есть, с ис-пользованием наших обозначений:WGr = 1,0 ·10-4 MG = 10-4 MG =10 ·10-5 MG, т/год.(6.99)Здесь MG – это весь мазут – импортированный (IM) и произведенный из нефти(MNf), включая экспортный:MG = MNf + IM.(6.100)НефтеотходыЧтобы использовать формулу (6.81) для окончательных расчетов отходов отнефти и нефтепродуктов, где должны быть только известные параметры о производстве, экспорте и импорте продукции: Rn, INf, ENf, BNf, EBNf, IB, DNf, EDNf, ID,228KNf, EKNf, IK, MNf, EMNf, IM, nonFNf, InonF, EnonFNf, BitNf, CokNf и нормативы образования отходов, преобразуем ее, подставив все выведенные выражения:FNf = BNf + DNf + KNf + MNf (согласно формуле (6.54));M = MNf – EMNf + IM (согласно формуле (6.48));SltrENf = 240 + 0,00141 ENf (согласно формуле (6.87));SlFNf = 4∙10-5 BNf + 90∙10-5 DNf + 90∙10-5 KNf + 4600∙10-5 MNf (согласно формуле (6.91);SlIF = 4∙10-5 IB + 90∙10-5 ID + 90∙10-5IK + 4600∙10-5 IM (согласно формуле (6.90);WCok = CokNf – 0,802 CokNf = 0,198 CokNf (согласно формуле (6.76);WMc = 109,42∙10-5 M = 109,42∙10-5 MNf – 109,42∙10-5 EMNf + 109,42∙10-5 IM (согласно формулам (6.98) и (6.58));WGr = 10 ·10-5MG = 10 ·10-5 MNf + 10 ·10-5 IM (согласно формулам (6.99) и (6.100)).ТогдаWn = Rn + INf – ENf + SltrENf + InonF – EnonFNf – FNf – CokNf + SlFNf + SlIF + WMc + WCok+ WGr = Rn + INf – ENf + InonF – EnonFNf – FNf – CokNf + SltrENf + SlFNf + SlIF + WMc +WCok + WGr ,илиWn = Rn + INf – ENf + InonF – EnonFNf – CokNf – (BNf + DNf + KNf + MNf) + (240 +0,00141 ENf) + (4∙10-5 BNf + 90∙10-5 DNf + 90∙10-5 KNf + 4600∙10-5 MNf) + (4∙10-5 IB +90∙10-5 ID + 90∙10-5IK + 4600∙10-5 IM) + (109,42∙10-5 MNf – 109,42∙10-5 EMNf +109,42∙10-5 IM) + (10 ·10-5 MNf + 10 ·10-5 IM) + 0,198 CokNf ,или, раскрывая скобки и группируя однородные члены:Wn = Rn + INf – ENf + InonF – EnonFNf – BNf – DNf – KNf – MNf + 240 + 0,00141 ENf +4∙10-5 BNf + 90∙10-5 DNf + 90∙10-5 KNf + 4600∙10-5 MNf + 4∙10-5 IB + 90∙10-5 ID + 90∙105IK + 4600∙10-5 IM + 109,42∙10-5 MNf – 109,42∙10-5 EMNf + 109,42∙10-5 IM + 10 ·10-5MNf + 10 ·10-5 IM – 0,802 CokNf .После проведенных преобразований получаем:Wn = 240 +Rn + INf – 99,859∙10-2 ENf + InonF – EnonFNf – 0,802 CokNf – 99,996∙10-2BNf –99,91∙10-2 DNf – 99,91∙10-2 KNf –95,28∙10-2 MNf + 4∙10-5 IB + 90∙10-5 ID+90∙10-5IK ++ 0,047 IM – 109,42∙10-5 EMNf (т).(6.101)229Данная формула справедлива не только для страны в целом, но и для отдельных регионов.
Варьировать будут только значения «240» и 99,859∙10-2 ENf из-затого, что доля перевозимой наливным транспортом нефти (1–u) различна. Вместоних можно подставить выражения (6.84) и (6.86). Тогда формула (6.101) приметокончательный вид:Wn = 0,16 Lt +Rn + INf – (99,765∙10-2 – 0,235∙10-2 u)∙ENf + InonF – EnonFNf – 0,802CokNf – 99,996∙10-2 BNf – 99,91∙10-2 DNf – 99,91∙10-2 KNf – 95,28∙10-2MNf + 4∙10-5 IB +90∙10-5 ID + 90∙10-5IK + 0,047 IM – 109,42∙10-5 EMNf (т).(6.102)Если требуется узнать только отходы производства WAn (включая и эксплуатационные, то есть отходы транспортировки, сжигания и т.п.) без потребленной(произведенной плюс импортированной) нетопливной продукции и нефтебитумов, то, исходя из формул (6.73), (6.19) и (6.80):WAn = Wn – nonFNf – InonF – BitNf.(6.103)Для регионов понятия «экспорт» и «импорт» будут означать вывозимые из региона и ввозимые нефть и нефтепродукты.
Для разных регионов используютсяразные модификации формулы (6.102):1) нефтедобывающий регион с нефтеперерабатывающими предприятиями (таких в нашей стране четырнадцать – таблица 6.2) – справедлива непосредственноформула (6.102);2) нефтедобывающий регион (Rn ≠ 0, ENf ≠ 0) без нефтеперерабатывающихпредприятий (CokNf = 0, BNf = 0, DNf = 0, KNf = 0, MNf = 0, соответственно, и EFNf = 0,EnonFNf = 0; Lt равно суммарной длине всех нефте(продукто)проводов на территории региона) – таких регионов в России четыре (таблица 6.2).
Формула (6.102)будет иметь вид:Wn = 0,16 Lt +Rn + INf – (0,99765 – 0,00235 u)∙ENf + InonF + 4∙10-5 IB + 90∙10-5 ID +90∙10-5IK + 0,047 IM, (т/год);3) недобывающий регион (Rn = 0, ENf = 0) с нефтеперерабатывающими предприятиями (INf ≠ 0, CokNf ≠ 0, BNf ≠ 0, DNf ≠ 0, KNf ≠ 0, MNf ≠ 0, EM ≠ 0, EB ≠ 0, ED ≠ 0,EK ≠ 0, Lt равно суммарной длине всех нефте(продукто)проводов на территориирегиона) – 13 российских регионов (таблица 6.2).230Таблица 6.2 – Нефтедобывающие и перерабатывающие регионы России[Источник: Росстат, официальные сайты нефтяных и нефтеперерабатывающих компаний]Добыча нефти вМощностиФедеральный2011 г., млн т /по переработкеРегионокругдоля добычи в(млн тонн)стране, %ЦентральныйБелгородская область——Брянская область——Владимирская область——Воронежская область——Ивановская область——Калужская область——Костромская область——Курская область——Липецкая область——Московская область—12,2Москва——Орловская область——Рязанская область—15Смоленская область——Тамбовская область——Тверская область——Тульская область——Ярославская область—3,5Северо-ЗападныйРеспублика Карелия——Республика Коми13,4 / 2,83,2Архангельская область——Ненецкий автономный округ13,8 / 2,7—Вологодская область——Калининградская область——Ленинградская область—22Мурманская область——Новгородская область——Псковская область——Санкт-Петербург——ЮжныйАдыгея——Республика Калмыкия——Краснодарский край—11,1Астраханская область4,6 / 0,93,3Волгоградская область3,4 / 0,711Ростовская область—2,5СевероРеспублика Дагестан——КавказскийРеспублика Ингушетия——Кабардино-Балкарская Республика——Карачаево-Черкесская Республика——Республика Северная Осетия –——АланияЧеченская Республика——Ставропольский край——ПриволжскийРеспубликаБашкортостан14,4 / 2,835,3Республика Марий Эл—1,3Республика Мордовия——231Окончание таблицы 6.2ФедеральныйокругУральскийСибирскийДальневосточныйРегионРеспублика ТатарстанУдмуртская РеспубликаЧувашияПермский кpайКировская областьНижегородская областьОренбургская областьПензенская областьСамарская областьСаратовская областьУльяновская областьКурганская областьСвердловская областьТюменская область (без учетаХМАО и ЯНАО)Ханты-Мансийский автономныйокругЯмало-Ненецкий автономный округЧелябинская областьРеспублика АлтайРеспублика БурятияРеспублика ТываРеспублика ХакасияАлтайский крайЗабайкальский крайКрасноярский крайИркутская областьКемеровская областьНовосибирская областьОмская областьТомская областьЯкутияКамчатский кpайПриморский крайХабаровский крайАмурская областьМагаданская областьСахалинская областьЕврейская автономная областьЧукотский автономный округДобыча нефти в2011 г., млн т /доля добычи встране, %32,5 / 6,410,7 / 2,1—13,2 / 2,6——22,8 / 4,5—14,2 / 2,8————7,1 / 1,4Мощностипо переработке(млн тонн)261,0 / 51,3435,9 / 7,1————————15,1 / 3,06,6 / 1,3———12,0 / 2,45,6 / 1,1—————15,2 / 3,0—————————7113—19,51,5——1011,7—————80,07—12,4—196,6—25,56,5——3,02,75Тогда формула (6.102) модифицируется:Wn = 0,16 Lt + INf + InonF – EnonFNf – 0,802 CokNf –99,996∙10-2 BNf –99,91∙10-2 DNf ––99,91∙10-2 KNf –95,28∙10-2 MNf + 4∙10-5 IB + 90∙10-5 ID + 90∙10-5IK + 0,047 IM –– 109,42∙10-5 EMNf , (т/год).2324) недобывающий регион (Rn=0, INf =0, ENf =0) без предприятий нефтепереработки и нефтехимии (CokNf =0, BNf =0, DNf=0, KNf =0, MNf=0, EM = 0, EB = 0, ED = 0,EK=0, EP=0, Lt равно суммарной длине – при наличии – всех нефте(продукто)проводов на территории региона) – 52 российских региона (таблица 6.2):Wn = 0,16 Lt + InonF – EnonFNf + 4∙10-5 IB + 90∙10-5 ID + 90∙10-5IK + 0,047 IM , (т/год).В таблице 6.3 приведены результаты произведенных нами расчетов суммарного количества отходов от нефти и нефтепродуктов для России за период 19942013 годы.Учитывая то, что отходы, образующиеся при добыче и переработке нефти,включают химическую, нефтехимическую и другую нетопливную продукцию,которая, как уже отмечалось, постепенно, а не сразу, в течение одного года, переходит в отходы, то мы, чтобы вычленить только отходы от нефти, без произведенной продукции, приводим их в последней строке таблицы 6.3 (Отходы без нетопливной продукции).