Диссертация (1172999), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Рекомендована комплексная схема переработки НШ, которая включена впроект реконструкции очистных сооружений НПЗ «Зунг Куат»;2. В лаборатории ВМТ (Вьетнам) проведены испытания введения продуктапереработки НШ - минерального порошка - в асфальтобетонную смесь.3. Разработан способ переработки НШ на территории Чеченской Республики сминимальным воздействием на окружающую среду, с изменением классаопасности НШ с 3-го на 4-й.4.
Разработаны и утверждены ТУ на «Минеральный порошок ТА1»Методы исследования были выбраны исходя из постановок решаемыхзадач с учетом особенностей исследуемых объектов и включают: экстракциюорганическими растворителями, определение состава и количеств загрязнителей8методамигазожидкостнойхроматографии,инфракраснойспектроскопии,дериватографии, рентгенофлуоресцентного анализа, электронной растровоймикроскопии, испытание опытных образцов асфальтобетонов на прочность, насжатие, определение их водопоглощения и водостойкости.Основные положения, выносимые на защиту:1. Определеныфизико-химическиеиэколого-токсикологическиехарактеристики НШ НПЗ «Зунг Куат» и 3 образцов НШ Чеченской Республики.2.
За счёт использования в рецептуре отверждающей композиции золы уносаТЭС при утилизации реагентным способом нефтесодержащих отходов 4 классаопасности достигнуто ресурсосбережение.3. Показана возможность применения продуктов переработки НШ в качествекомпонента битума для дорожного строительства в условиях ЧеченскойРеспублики.4. Показана экономическая эффективность предложенной технологии.Личный вклад автора состоит в анализе научной и нормативнойлитературы по теме диссертации, постановке цели и задачи исследований, выбореметодик экспериментов, проведении научных исследований, формулированииобоснованных выводов при составлении материалов публикаций и докладов иучастии в обобщении результатов исследования.Апробация работыОсновные положения работы доложены и обсуждены на 3 конференциях:69-я Международная молодежная научная конференция «Нефть и газ – 2015» (г.Москва, 2015), 71-я Международная молодежная научная конференция «Нефть игаз – 2015» (г. Москва, 2017), XX международная научная конференция«Приоритеты мировой науки: эксперимент и научная дискуссия» - секция«Экология» (г.
Моррисвилль - США, 2019).ПубликацииМатериалы диссертации изложены в 7 публикациях, в том числе в 3 статьяхв журналах, рекомендованных перечнем ВАК Министерства образования и наукиРФ, 3 тезисах докладов.9Объём и структура работыДиссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из179 наименований и 3 приложений. Работа изложена на 150 страницах, содержит16 рисунков, 29 таблиц.БлагодарностьАвтор выражает глубокую признательность за внимательное отношение кработе и неоценимую помощь на всех этапах работы, от постановки проблемы дообсуждения результатов и подготовки текста работы, д.т.н., проф.
МещеряковуС.В., д.т.н., проф. Мазловой Е.А., Вьетнамскому нефтяному институту за помощьв организации экспериментов. Особая благодарность всем коллегам по кафедре иинституту за всестороннюю помощь и доброжелательную рабочую атмосферу.10ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР1.1 Общие сведения о нефти и нефтесодержащих отходов1.1.1 Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктамиНефтеперерабатывающиеинефтехимическиезаводыоперируютзначительными количествами сырья, продуктов и отходов, а также являютсяинтенсивнымипотребителямиэнергии,используемойвтехнологическихпроцессах.
При хранении и переработке предприятия нефтегазовой отраслиобразуют выбросы в воздух, воду, почву, на биологические объекты, наносябольшой ущерб народному хозяйству и природной среде. Загрязнения нефтью инефтепродуктами создают значительную токсическую нагрузку на воду, почву,воздух.Экологическийменеджментнефтеперерабатывающихисталсерьезнойнефтехимическихпромышленность является достаточно крупнойпроблемойзаводов.дляНефтянаяотраслью, в связи с чемпрограммы по борьбе с нефтяным загрязнением были проведены на большинствеНПЗ в различной степени в течение длительного времени.
В результате выбросыНПЗ снизились и продолжают снижаться.В отношении качества и количества выбросов нефтеперерабатывающихзаводов необходимо отметить, что на макроуровне состав сырых нефтейизменяется только в незначительной степени. Кроме того, НПЗ часто ограничены11небольшим количеством перерабатываемых нефтей. Как правило, значительныеизменения в составе и количествах выбросов нефтеперерабатывающих заводовпри переходе от одной нефти к другой не прогнозируются.
Таким образом, тип иколичество выбросов нефтеперерабатывающих заводов в окружающую среду вовремя штатного режима работы легко определяется экспериментальным илирасчётным путём. Тем не менее, иногда переход на другое сырье может иметьнепредсказуемые последствия для процессов переработки, что приводит кувеличению образования отходов всех видов [1].Твердые отходы НПЗКак правило, твердые отходы НПЗ включают три категории материалов: (1)шлам, как нефтезагрязненный отход (например, шлам от обессоливания нефти)или без нефтяной составляющей (шлам процессов водоподготовки); (2) другиеотходы нефтепереработки, в том числе прочие жидкие, полужидкие или твердыеотходы (загрязненная почва, отработанные катализаторы, нефтесодержащиеотходы, золы установок для сжигания отходов, отработанные глины, химикаты,смоляные кислоты; (3) твердые бытовые отходы и отходы строительства.Шламы, накапливаемые на НПЗ, весьма различны по составу и, какправило, представляют собой сложные полидисперсные системы, которые состояиз нефтяной фазы, водной и минеральной (ил,песок, глина и т.д.) фаз,соотношение которых сильно варьирует.
Источники образования, способыутлизации (переработки, ликвидации) нефтеотходов НПЗ представлены в таблице1.По данным группы Всемирного банка (1998 г.) [3], нефтеперерабатывающиезаводы образуют твердые отходы и шламы (в количествах примерно от 3 до 5 кгна тонну сырой нефти), 80% из которых могут считаться опасными из-заприсутствия токсичных органических веществ и тяжелых металлов.Одним из распространённых видов отходов нефтеперерабатывающейпромышленности являются нефтяные шламы различного происхождения [4, 5].12Таблица 1 – Источники поступления и способы удаления (переработки)промышленных отходов нефтеперерабатывающих заводов [2]Токсичность и воздействие нефтеотходов на окружающую средуВоздействие нефти, нефтепродуктов и нефтеотходов на окружающую средучасто отрицательно, поскольку они токсичны для почти всех форм жизни.
Из-за13опасного характера НШ как твердых отходов в США существуют некоторыенормативные акты, такие как Закон о Сохранении и восстановлении ресурсов(RCRA), который регулирует управление, переработку и утилизацию опасныхотходов. В RCRA классифицированы твердые опасные отходы, проявляющие покрайней мере одну из четырех характеристик: воспламеняемость, коррозионнаяактивность, реактивность, токсичность [6].Известно, что многие компоненты НШ являются цитотоксическими,мутагеннымиипотенциальноканцерогенными.ВоздействиеНШнаокружающую среду представлены физическими и химическими изменениямиестественных местообитаний, а также смертоносными и сублетальнымитоксическими эффектами в водных и наземных экосистемах. [7].В основном воздействие на окружающую среду оказывают:- испарения углеводородов. Объем выбросов оценивается в 50кг/м2 площадиамбара-шламонакопителя.-принегерметичностишламонакопителяпроисходитпросачиваниенефтепродуктов и солей и их унос в подземные водоносные горизонты.- при переливах и аварийных разливах происходит загрязнение почвеннорастительного покрова и наземных водных источников.Чаще всего шламы относят к третьему классу опасности, реже – к четвертому,однако, кроме углеводородов и солей в шламах НПЗ обнаружены канцерогенныеПАУ, тяжелые металлы в концентрациях выше, чем ПДК в почвах, а тем более вводных источниках.
В связи с этим существует необходимость, при болееглубоком анализе нефтешламов и их постоянном мониторинге и контроле,изменение паспорта отходов и, возможно, даже изменение их класса опасности.1.1.2 Основные причины, источники, условия образования нефтешлама14НШ образуется на всех стадиях обращения с нефтью – от разведки додоставки нефтепродуктов потребителям. Известны два основных источникаобразования ШН: процессы извлечения,транспортировки и хранения сыройнефти, а также процесс переработки.
НШ, образующиеся в первом случае, могутпредставлять собой остатки в нефтяных скважинах (т.е. отстойная нефть), шлам,накопленный на дне резервуаров, а также остатки бурового раствора.Нефтепереработка производит гораздо большие количества отходов, посколькукаждый процесс в переработке нефти формирует остатки, то есть сложныетрёхфазные смеси [8]. Способ образования НШ предполагает их подразделениена несколько групп: грунтовые, придонные и резервуарного типа [9]. ГрунтовыеНШ могут образовываться при проливе на грунт нефтяных жидкостей приавариях или при технологических операциях. Веской причиной образования НШв резервуарах является физико-химическое взаимодействие углеводородов нефтис металлом резервуара, водой, кислородом и механическими примесями [139].Основными источниками образования нефтешлама являются флотаторы инефтеловушки.Набольшинствезаводовобразовавшийсянефтешлампериодически 1-2 раза в год отводят в шламонакопитель и только на отдельныхзаводах, где на нефтеловушках имеются скребковые механизмы.Для обеспечения беспрепятственного отвода нефтешлама по трубам вшламонакопитель вместе со шламом отводят и транспортную воду, количествокоторой, как правило, в 2,5-3,5 раза с, превышает количество транспортируемогошлама.
При транспорте флотационной пены расход транспортной воды в 6-8 разпревышает количество образующегося шлама. Это является одним из недостатковэксплуатируемых систем шламоудаления.Влажность нефтешлама из очистных сооружений за счет транспортнойводыповышаетсявсреднемдо80—90%.Наибольшееколичествонефтепродуктов содержится в шламе из разделочных резервуаров (45—65%), аминимальное из чаш градирен (8— 12%); в пене флотаторов содержится15незначительное количество нефтепродуктов. Это говорит о том, что составшлама, поступающего в шламонакопители, может изменяться и зависит главнымобразом от источника его образования.Концентрациюмеханическихпримесейпринимают,исходяизсреднегодовой загрязненности сточной воды (примерно 250 мг/л). Дляориентировочныхрасчетовможнопринять,чтонакаждую1000м3общезаводских сточных вод образуется 3,0—3,5 м3 нефтешлама.Образующийся нефтешлам складируют в шламонакопителях, которыепредставляют собой земляные амбары, глубиной от 2 до 4 м.
Обвалованияамбаров-шламонакопителей снабжают защитным экраном из щебенки или бетона.Дляпредотвращенияфильтрациившламонакопителяхпредусматриваютглиняный замок. Накопление шламов идет без какого-либо учета и сортировки вшламонакопителях. Там происходят процессы старения эмульсии, осаждениятяжелых примесей и испарение легких углеводородов. На действующих заводахшламонакопители занимают большие площади и являются одним из основныхисточников загрязнения атмосферного воздуха.В состав шламов входят вода, нефтепродукты и механические примеси.Усредненные значения содержания в шламах колеблются в очень большихпределах: нефтепродукты 10-56, вода – 30-85, твердых примесей 1,3-46. Какследствие, столь значительного изменения состава нефтешламов диапазонизменения их физико-химических характеристик тоже очень широк.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
