ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ В НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

RATIONAL USE OF WATER RESOURCES IN THE OIL INDUSTRY

Abdullayeva Maya Yadigar

PhD in Chemical Sciences, Associate Professor, «Petrochemical technology and industrial ecology» department, Azerbaijan State Oil and Industry University,

Republic of Azerbaijan, Baku

Alizadeh Shams Nizami

graduate student, Group TMA 21/22A, «Petrochemical technology and industrial ecology» department, Azerbaijan State Oil and Industry University,

Republic of Azerbaijan, Baku

АННОТАЦИЯ

В данной статье представлена информация о перспективных путях развития нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности и рациональ­ном использовании водных ресурсов. Вода влияет на большинство сегментов нефтяной промышленности, поэтому эффективное управление водными ресурсами играет ключевую роль в добыче нефти и газа. При использовании новых технологий сточные воды оказывают опасное воздействие как на окружающую среду, так и на здоровье человека. Процесс утилизации воды, используемой в нефтяной промышленности, должен быть полностью осуществлен и сточные воды должны быть очищены от различных примесей.

ABSTRACT

This article presents information about promising ways of development of the petrochemical, oil-refining industry, and the rational use of water resources. Water affects most segments of the oil industry, so effective management of water resources plays a key role in oil and gas production. When using new technologies, wastewater has a dangerous effect on both the environment and human health. The process of water utilization used in the oil industry must be fully implemented and wastewater must be purified from various impurities.

Ключевые слова: нефтепереработка, сточные воды, водные ресурсы, система очистки сточных вод.

Keywords: oil-refining, wastewater, water resources, wastewater treatment system.

Важное место в комплексе мероприятий занимают эффективное использование и охрана окружающей среды, особенно водных ресурсов, а также природных ресурсов, получаемых за счет недропользования. Нефтеперерабатывающие заводы являются крупнейшими потребителями топливно-энергетических ресурсов, в том числе печного топлива, тепла и электроэнергии. Рациональность их использования в процессе нефтепереработки в основном определяется эффективностью технологичес­кого обору­дования завода. Нефтяная промышленность является потенциально опасной отраслью для окружающей среды, она воздействует на недра, почвы и растительность, атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды практически на всех стадиях разработки нефтяных месторождений. Во многих случаях, особенно при разработке крупных месторождений, происходит изменение ландшафта и экосистем, что отрица­тельно сказывается на животном мире и, в конечном счете, на здоровье как работников нефтедобывающих объектов, так и населения близлежащих населенных пунктов.

В процессах сбора и подготовки нефти, газа и воды на месторождениях пластовые воды загрязняются различными химическими веществами, смешиваются с различными отходами (поддонными, площадными и др.), высокоминерализованными отходами, содержащие взвешенные частицы. различного состава и происхождения, эмульгированные и растворенные масла, сероводород, различные химические вещества, прежде всего поверхностно-активные вещества, которые характеризуются высокой коррозионной активностью.

Воду, используемую на нефтяных месторождениях, можно условно разделить на две группы: природная вода и сточная вода. Реки, озера, прибрежные воды, подземные воды и водоносные горизонты являются основным источником природных вод. Важные вопросы, связанные с природной водой, включают наличие, доступность и мощность перекачки воды. Сточные воды образуются при бурении, освоении и добыче углеводо­родов из подземных резервуаров. Образование сточных вод, их качество, количество, устойчивость и состав является одним из важных задач. Система контроля за выбросами и сбросами загрязняющих веществ в промышленности недостаточно сформирована. Одним из основных экологических факторов риска для здоровья населения в нефтехимических и нефтеперерабатывающих производствах является сброс сточных вод в моря, озера и реки [1].

Пластовая вода является крупнейшим потоком отходов, образующихся в нефтегазовой отрасли. Пластовые воды состоят из смеси различных органических и неорганических соединений. В связи с увеличением отходов в мире в текущем десятилетии последствия сброса подземных вод в окружающую среду стали важным вопросом, вызывающим озабоченность в области охраны окружающей среды. Наиболее рациональным способом решения проблемы отведения пластовых вод является их использование в системе нефтяных месторождений, которая применяется для поддержания пластового давления.

Пластовые воды традиционно очищают различными физическими, химическими и биологическими методами при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. Ввиду некоторых ограничений компактные системы применяются при эксплуатации нефтяных и газовых скважин на морских платформах. При использовании пластовой воды для поддержания пластового давления на нефтяных месторождениях необходимо решить две основные задачи:

1) разрабатывают научно-обоснованные технологические требования к качеству сточных вод, закачиваемых в продуктивные пласты;

2) разрабатывают оборудование и технологию их очистки и подготовки с целью приведения качества сточных вод в соответствие с технологическими требованиями.

Однако современные технологии не могут удалить мелкие взвешенные частицы нефти и растворенные элементы. Биологическая очистка нефтесодержащих сточных вод на наземных объектах может быть экономичным и экологически безопасным методом. Поскольку высокая концентрация солей и изменение входящих свойств оказывают прямое влияние на мутность сточных вод, целесообразно использовать физический очиститель, такой как мембрана, для окончательной очистки сточных вод. По этим причинам будущие исследовательские усилия могут быть сосредоточены на оптимизации существующих технологий и использовании физико-химической или биологической обработки водоносного горизонта для соблюдения ограничений на повторное использование и сброс. С другой стороны, из-за образования больших объемов подземных вод многие страны с нефтяными месторождениями, как и страны с водными проблемами в целом, все больше внимания уделяют усилиям по поиску эффективных и экономичных методов очистки от загрязняющих веществ [2].

Сточные воды содержат нефтепродукты и зависимые от них вещества, фенолы, хлориды, поверхностно-активные вещества, сульфиды, бензол, толуол и др. Бывает, что они встречаются как в основных технологических процессах, так и на отдельных нефтехимических предприятиях, насосных станциях, резервуарных парках. Нефтепродукты могут находиться в воде в различном состоянии – легко отделяемом (нерастворимом), трудно отделяемом (коллоидном) и растворимом. В большинстве случаев невозможно применить одну и ту же утилизацию для удаления всех видов масел и нефтепродуктов. Количество воды в системе вторичного водоснабжения нефтеперерабатывающих заводов превышает количество сточных вод в 10-20 раз. В циркулируемой воде нефтепродукты 25-30 мг/л, взвешенные вещества 25 мг/л, сульфаты 500 мг/л, хлориды 300 мг/л не должна превышать временной жесткости карбонатов 5 мг/л.  В основу схемы водопользования завода без сброса сточных вод в пласты на нефтеперерабатывающем заводе положены следующие принципиальные решения: локальная очистка наиболее загрязненных сточных вод (сульфидосодержащие технологические конденсаты, сульфидно-щелочные с тетраэтилсвинцом, коксогидроксидные сточные воды); группировка сточных вод по системам сброса с учетом характеристик загрязнения; раздельная очистка сточных вод дренажными системами и их повторное использование [3].

Нефтеперерабатывающие заводы имеют базовую систему промышленной канализации. В эту канализацию поступают нейтральные производственные и промышленно-дождевые воды большинства технологических установок, насосов и резервуаров, содержащие не более 2 г/л минеральных солей, около 3 г/л нефтепродуктов и 100-300 мг/л взвешенных веществ, и применяется при промывке нефтепродуктов. В настоящее время на местных предприятиях используются две схемы очистки сточных вод. Первый предусматривает очистку нефтеуловителей, прудов, флотационных емкостей, песчаных фильтров и т.д., а очищенная вода используется для питания циркуляционных систем. Вторая, более перспективная схема включает установки механической и физико-химической очистки, а также биологическую очистку, а иногда и очистные сооружения. Второй системой отводятся сточные воды, содержащие около 5 г/л нефтепродуктов, 300-500 мг/л взвешенных веществ, а также соли, реагенты и другие органические и эмульсионно-минерализованные сточные воды с неорганическими веществами. Сточные серно-щелочных воды, выходящие из второй системы канализации, проходят механическую и физико-химическую очистку а также двухступенчатую биологическую очистку. Установки можно использовать для теплообмена соленых сточных вод, конденсат возвращают в производство, а образовавшуюся соль утилизируют [4].

В зависимости от вида и концентрации загрязняющих веществ вторая система канализации включает в себя ряд самостоятельных сетей:

- нефтяные воды нефтеперерабатывающих заводов, подтоварные воды сырьевых парков, промывочных эстакад, промывочно-пропарочных станций;

- конденсированные сернисто-щелочные воды, конденсаты, образующиеся при защелачивании нефтепродуктов;

- сточные воды производства синтетических жирных кислот (СЖК), содержащие органические кислоты, парафины и другие вещества;

- сточные воды нефтехимической промышленности (этиленовый, пропиленовый, бутиловый спирты);

- кислые сточные воды, загрязненные минеральными кислотами и солями [5].

Общепринятая схема на нефтеперерабатывающих заводах включает три стадии очистки сточных вод:

1) механическая очистка от жидких и твердых примесей;

2) физико-химическая очистка от коллоидных частиц, детоксикация серно-щелочных вод и сточных вод электроопреснительных установок (ЭЛОУ);

3) биологическая очистка растворенных сточных вод.

Кроме того, осуществляется дополнительная очистка биологически очищенных сточных вод.

В некоторых случаях они временно хранят часть очищенных сточных вод в поверхностных ямах для испарения. Это влияет на качество местного воздуха и может привести к загрязнению запасов грунтовых вод, если ямы протекают. Во многих местах большое количество сточных вод утилизируются при помощи глубокие подземные нагнетательные скважины. Это вызывает землетрясения в некоторых частях страны [6].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Утилизация в нагнетательных скважинах, предотвращение землет­рясений, потребность в воде других скважинах, объем сточных вод и затраты на очистку, а также принятие решений о том, как утилизировать или очищать и повторно использовать загрязненную нефтью воду, являются важным процессом для нынешнего и будущих поколений.

Список литературы:

1. Civan, F., "Formation Damage Mechanisms and Their Phenomenological Modeling- An Overview," Paper SPE- 107857-PP, 7th SPE European Formation Damage Conference, 30 May - 1 June 2007 Scheveningen, The Netherlands.
2. Civan, F., “A Systematic Approach to Formation Damage Assessment and Remediation,” Paper EXPL-3-FC-171, the VI INGEPET 2008 International Seminar, Lima, Peru, October 13-17, 2008a.
3. Civan, F., “Correlation of Permeability Loss by Thermally-Induced Compaction due to Grain Expansion,” Petrophysics J., Vol. 49, No. 4, pp. 351-361, August 2008b.
4. Яковлев С. В. Водоотведение и очистка сточных вод / С. В. Яковлев, Ю. В. Воронов – М. : АСВ, 2004. – 704 с.
5. National Academies of Science, Engineering, and Medicine (2017). Flowback and Produced Waters: Opportunities and Challenges for Innovation: Proceedings of a Workshop. Washington DC: The National Academies Press.
6.  Clark, C.E. et al. Life Cycle Water Consumption for Shale Gas and Conventional Natural Gas. Environ. Sci. Technol., 47, pp.11829-11836. (2013).