Диссертация (Исследование особенностей переработки нефтесодержащих отходов различного генезиса)

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшегообразования «Российский государственный университет нефти и газа(национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина»На правах рукописиЧАН Тхи Лонг АнИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ПЕРЕРАБОТКИНЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ РАЗЛИЧНОГО ГЕНЕЗИСА03.02.08- Экология (в химии и нефтехимии)Диссертация на соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:кандидат технических наук,доцент Д.О.

СидоренкоМосква-20192ВВЕДЕНИЕ5ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР101.1 Общие сведения о нефти и нефтесодержащих отходов101.1.1 Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами101.1.2 Основные причины, источники, условия образования нефтешлама131.1.3 Классификация, состав и свойства нефтешлама161.2 Загрязнение нефтью и нефтесодержащими отходами в условиях жаркогоклимата221.2.1 Общая характеристика климата, эколого-экономического состоянияВьетнама221.2.2 Общая характеристика климата, эколого-экономического состоянияЧеченской Республики231.3 Основные методы переработки, утилизации нефтешлама и ихиспользование в качестве вторичных материальных ресурсов1.3.1 Основные методы переработки нефтешлама27301.3.1.1 Механические методы обезвреживания нефтешламов311.3.1.2 Физико-химические методы обезвреживания нефтешламов321.3.1.3 Химические методы обезвреживания нефтешламов371.3.2 Методы утилизации нефтешламов421.3.2.1 Захоронение на полигоне421.3.2.2 Сжигание нефтяных шламов (инсинерация)431.3.2.3 Биологические методы утилизации нефтешламов451.3.2.4 Рекомендации по утилизации нефтеотходов511.3.3 Использование нефтешлама и продуктов утилизации нефтешлама вкачестве вторичных материальных ресурсов531.3.3.1 Применение нефтеотходов в производстве строительных материалов551.3.3.2 Использование нефтешламов в дорожном строительстве581.3.4 Основные направления в области охраны окружающей среды внефтепереработке6031.4 Асфальтобетон611.4.1 Производство асфальтобетонных смесей621.4.2 Наполнитель, минеральный порошок в асфальтобетонной смеси63ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ652.1 Объекты исследований и используемые вещества652.1.1 Нефтешлам НПЗ «Зунг Куат»652.1.2 Зола уноса ТЭС «Фа Лай»712.1.3 Воздушная негашеная известь722.1.4 Объекты исследований из Чеченской Республики732.2 Методы анализа, определения состава, физико-химическиххарактеристик и экологической опасности нефтесодержащих отходов742.2.1 Методы анализа, определения состава, физико-химических характеристикнефтесодержащих отходов742.2.2 Определение экологической опасности отходов752.3 Методы контроля экологической опасности отходов и продуктовутилизации762.4 Методики получения минерального порошка и асфальтобетонной смеси сиспользованием продуктов утилизации772.4.1 Методики получения минерального порошка772.4.2 Методики получения асфальтобетонной смеси802.4.3 Методы исследований структуры, физико-химических характеристикминерального порошка и асфальтобетонных образцов862.4.3.1 Методы исследований структуры, физико-химических характеристикминерального порошка862.4.3.2 Определение физико-механических характеристик асфальтобетонныхобразцов87ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИНЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ И ПОЛУЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИБЕЗОПАСНЫХ ПРОДУКТОВ В КАЧЕСТВЕ ВТОРИЧНЫХМАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ8843.1 Разработка комплексной технологии переработки нефтесодержащихотходов НПЗ «Зунг Куат» с получением вторичных продукций3.1.1 Характеристики нефтесодержащих отходов88883.1.2 Разработка способа утилизации нефтешлама НПЗ «Зунг Куат» сиспользованием золы уноса ТЭС и негашеной извести913.1.3 Оптимизация соотношения нефтешлама и реагента943.1.4 Применение продукта утилизации нефтешлама в качестве добавки васфальтобетонные смеси973.2 Разработка технологии утилизации нефтесодержащих отходов в условияхЧР с получением вторичных продуктов103ГЛАВА 4 ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ НАПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКЕ1124.1 Примерный алгоритм организационно-технического решения задачпромышленной переработки нефтеотходов1124.2 Этапы реализации технологии отверждения1144.3 Схема комплекса по переработке нефтешламов119ГЛАВА 5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ УТИЛИЗАЦИИНЕФТЕШЛАМА НПЗ «ЗУНГ КУАТ» С ПОЛУЧЕНИЕМ МИНЕРАЛЬНОГОПОРОШКА122ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ125СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ126ПРИЛОЖЕНИЕ1475ВВЕДЕНИЕАктуальность темыПроблема негативного влияния на окружающую среду накопленныхотходов, образующихся при добыче, транспортировке, хранении нефти инефтепродуктов, до сих пор не решена.

В результате миграции вредных веществпроисходит загрязнение окружающей среды.Нефтеперерабатывающий завод «Зунг Куат» Республики Вьетнам былвведен в эксплуатацию в 2009 году. Мощность производства – 6,5 млн тонн нефтив год. С 2010 г. по 2017 г. количество образовавшегося шлама составляетсоответственно 101; 799; 209; 686; 683; 124; 103; 106 т/год.

Причина различияколичеств образовавшегося нефтешлама (далее НШ) заключается в том, что егообъём зависит от режима работы всех блоков НПЗ, от процессов очисткирезервуаров, танкеров и трубопроводов. Компания «Лилама ЕМЕ» (СРВ) предприятие, аккредитованное на сбор, транспортировку, обработку и рециклингтоксичных промышленных отходов, осуществляющую деятельностьпоутилизации нефтешлама в том числе и на территории «Зунг Куат». Какпоказывает практика, деятельность названной компании с 2010 г до сих пор несмогла даже приостановить накопление НШ. Причиной такой ситуации являетсявнедрение малоэффективных технологий, а именно отжим НШ с последующейтермической обработкой остатка или его размещением на полигоне.

Такиеметодыне являются затратными, но экологически опасны по причинеобразования токсичных продуктов сгорания, а также процессов испарения ипросачивания углеводородов в грунтовые воды [169, 170]. Сходные проблемыхарактерны практически для всех НПЗ, работающих по экстенсивной схемеразвития. Следует отметить, что все процессы превращения углеводородов НШактивизируются в жарком климате – за счет снижения вязкости и увеличенияскорости реакций. Для Российской Федерации наиболее сложная ситуация6сложилась на НПЗ Южного Федерального округа, в том числе – в ЧеченскойРеспублике.В настоящее время чрезвычайно актуальной для Чеченской Республикиявляется проблема экологического ущерба, накопленного в результате прошлойхозяйственной деятельности.

В октябре 2018 г. на сайте Министерства природныхресурсов и экологии Российской Федерации появился перечень объектовнакопленного ущерба. Он включает в себя 121 объект, 20 из которых –технологические и нефтешламовые амбары, а также участки загрязненных земель,расположенные в Чеченской Республике. По имеющимся оценкам, общаяплощадь таких земель региона составляет около 12 тыс.га. В Чеченскомнефтегазодобывающем секторе сбор, утилизация и захоронение отходов буренияи нефтепераработки в большинстве случаев осуществлялись на территорияхобъектов нефтекомплекса в земляных амбарах-шламонакопителях.

В процессесбора и хранения происходит просачивание и стекание нефтяных отходов изамбаров. При этом на прилегающих к ним территориях имеет место загрязнениеокружающей среды, что отрицательно влияет на состояние здоровья населения.Утилизация накопленных нефтяных отходов, а также использованиепереработанных продуктов в производстве асфальтобетонных смесей позволяетсохранить естественный ландшафт, уменьшить вредное воздействие полигонов изатраты на добычу природных ресурсов. В связи с этим исследованиеособенностей переработки нефтесодержащих отходов различного генезисаявляется актуальной и для Вьетнама, и для Российской Федерации.Целью диссертационной работы являлось исследование характеристикнефтесодержащих отходов, разработка способов их переработки и определениевозможности получения из них товарной продукции.В соответствии с поставленной целью определены основные задачи научногоисследования:1.

Определение НПЗ с наиболее сложной экологической обстановкой;2. Определение характеристик и экологической опасности нефтесодержащихотходов во Вьетнаме и в Чеченской Республике;73. Определение наиболее важных критериев при выборе методов переработкиНШ;4. Разработка технологии получения товарных продуктов из НШ;5. Оценка экономической эффективности предлагаемых технологий.Научная новизна заключается в разработке и формировании стратегиипереработки НШ различного генезиса на уровне региона.1.

РазработанспособпереработкиНШНПЗ«ЗунгКуат»методомкапсулирования с применением золы уноса ТЭС за счёт использования принципавзаимонейтрализации отходов.2. В ходе лабораторных и натурных исследований экспериментальнопроверены и научно обоснованы критерии оптимизации соотношений НШ :негашеная известь : зола уноса.3. Впервые предложен способ получения и активации продукта переработки гранул-вкачествемеханоактивированногоминеральногопорошка,применяемого для приготовления асфальтобетонной смеси для дорожногостроительства.асфальтобетонаАнализсоставаубедительноифизико-механическихпоказываютегосвойствсоответствиетакоготребованиям,предъявляемым к асфальтобетонным смесям согласно стандартам СРВ.Практическая значимость работы:1.