МЕТОДЫ УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕШЛАМОВ

METHODS OF OIL SLUDGE DISPOSAL

Maria Kornyushina

undergraduate, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

Dmitry Karev

educator, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

Очистка конденсата пара на нефтехимическом комбинате приводит к образованию большого количества нефтесодержащих шламов, которые необходимо утилизировать. Одним из эффективных способов их утилизации является его сжигание с выработкой тепловой энергии.

ABSTRACT

Steam condensate treatment at a petrochemical plant leads to the formation of a large amount of oil-containing sludge, which must be disposed of. One of the effective ways of their utilization is its combustion with the production of thermal energy.

Ключевые слова: утилизация, нефтешлам, огневое обезвреживание, тепловая энергия, сжигание.

Keywords: disposal, oil sludge, fire decontamination, thermal energy, incineration.

В нефтехимическом производстве требуется очень много воды [3, с. 52], требования к качеству которой весьма высоки. Реконструирование многих производств происходит в направлении повторного использования воды в замкнутых циклах, когда вода, использованная на производстве, очищается, и снова возвращается в процесс производства. качество очистки стоков совершенствуются из года в год. Внедряются новые технологии и химические способы очистки.

При очистке стоков воды нефтехимических процессов возникает проблема сбора и утилизации отходов. Наиболее часто отходы очистки сточных вод направляются на открытые шламонакопители, которые отрицательно влияют на окружающую среду. Утилизация шламов от очистки сопряжена с определенными трудностями.

На действующих нефтехимических предприятиях используются многие методы [5, с. 125] борьбы с нефтешламами:

·химические;

·термические;

·физико-химические;

·биологические;

·комбинированные.

Что касается предпочтительных методов утилизации нефтешламов, то среди других очень выделяются термические методы переработки. Термические методы заключаются в тепловом воздействии на нефтешламы, что позволяет запустить процесс разложения агломератов на составные вещества. Наиболее часто применяемые термические методы утилизации нефтешламов:

·нагревание на воздухе (с последующим окислением);

·нагревание в вакууме;

·газификация;

·сжигание;

·пиролиз и пр.

Термические методы обезвреживания отходов нефтепереработки состоят из нескольких стадий:

·подготовка шлама к процессу переработки,

·процесс высокотемпературной обработки (способ подвода теплоты зависит от метода);

·многоступенчатая очистка образовавшихся в процессе газов;

·использование выделяющейся тепловой энергии;

·получение вторичных органических и минеральных веществ, которые можно полезно использовать (горючие газы, жидкости, минеральные соли, цемент).

Самыми распространенными методами являются газификация, сжигание и пиролиз. Все три процесса схожи по реализации. однако, отличаются количеством расходуемого кислорода.

Под сжиганием нефтешламов понимается контролируемая реакция окисления материала, в результате которой образуется углекислый газ, зола и водяные пары, оксиды разных веществ, входящих в состав нефтешламов, а также твердые частицы, шлаки. Сжигание осуществляется в печах различной конструкции при температурах больше 1200ºС. Процесс сжигания предполагает протекание пяти последовательных стадий: высушивание нагреванием, газификация (выход летучих), воспламенение, устойчивое горение, дожигание несгоревших частиц.

Виды печей и установок, используемых для сжигания нефтешламов:

·вращающиеся печь;

·печи с «кипящем слоем»;

·ретортные и колосниковые печи;

·трубобарботажные установки.

Термические методы утилизации нефтешламов считаются лучшими по простоте реализации и получаемому эффекту. Процессы прекрасно автоматизируются, могут проводиться в закрытых аппаратах, относительно безопасны в функционировании (при правильной эксплуатации).

Сжигание высокообводненных нефтешламов может производиться после разделения на фракции, схема установки показана на рисунке [4, с. 29].

Скорость накопления нефтешламов значительно уменьшается благодаря постоянному совершенствованию процессов переработки нефти и природного газа [1, с. 23]. Обычно сжигание осуществляется для углеводород содержащих отходов, в тех случаях, когда практическое выделение для полезного использования целевого продукта затратно и технически сложно. Особенность сжигание нефтешламов заключается дополнительно в их высокой влажности, когда при горении молекулы воды участвуют в реакции, изменяется интенсивность свечения пламени. При высокой влажности процесс образования сажи несколько менее выраженный.

Используемые методы [2, с. 194] утилизации нефтешламов сжиганием, биологической и химической переработкой, захороненим весьма затратные и не являются универсальными. Например, утилизация высокотоксичных соединений технологически не доступна. А их образование весьма вероятно, особенно при постоянной модернизации процессов переработки нефти.

Например, имеется технология сверхкритического водного окисления, которая претендует на высокую экономическую и экологическую эффективность. Водные эмульсии соединений (в которых присутствуют вредности) обрабатываются сверхкритической водой, при этом обеспечивается существенный избыток кислорода или воздуха. В процессе обработки органические соединения преобразуются в воду и газ, которые являются экологически безопасными. Газ выделяется разный, в зависимости от состава исходного сырья.

Одна из схем утилизации и переработки нефтешлама показана на схеме [6, с. 34], в ней реализуются следующие базовые этапы:

·сбор и транспортирование нефтешлама к установкам, в которых осуществляется подготовка к переработке или непосредственно к агрегатам утилизации и переработки;

·предварительная подготовка нефтешлама;

·переработка и утилизация нефтешлама.

Группы технологий утилизации и переработки нефтешламов делятся на утилизационные и индустриальные. В индустриальных методах переработка нефтешламов реализуется на оборудовании, сконструированным по аналогии с используемым для производства из первичного сырья конечного продукта. К утилизационным методы относятся методы, применяемые только для переработки вторичного продукта или исключительно в экологических целях (защита окружающего воздуха, воды и почвы).

Любая из схем утилизации нефтешламов имеет свои достоинства и недостатки [1, с. 29], и при этом все они постоянно модернизируются. Сжигание при этом не самый полезный способ хоть и самый простой. Из нефтешламов реально производят полезные товарные продукты (строительные материалы, топливо для котлов, товарную нефть и пр.).

Общим недостатком реализованных технологий является их малая единичная производительность, существенные энергетические (как потребление, так и распределение выделяющегося тепла), материальные и денежные затраты.

Список литературы:

1. Бахонина Е. И. Современные технологии переработки и утилизации углеводородсодержащих отходов. Термические методы утилизации и обезвреживания углеводородсодержащих отходов // Баш. хим. ж.. 2015. №1.
2. Захаров А. А., Усманов Р. А. Применение технологии СКВО для утилизации промышленных стоков нефтехимических производств // Вестник Казанского технологического университета. 2012. №11.
3. Кошак Н.М., Новиков С.В., Ручкинова О.И. Совершенствование схемы очистки сточных вод от отходов нефтехимического производства // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2016. №4.
4. Нифонтов Ю.А., Тимофеев П.А. Установка для сжигания нефтесодержащих отходов арктических регионов // ТТПС. 2019. №1 (47).
5. Петровский Э.А., Соловьёв Е.А., Коленчуков О.А. Современные технологии переработки нефтешламов // Вестник БГТУ имени В. Г. Шухова. 2018. №4.
6. Шпинькова М.С. Разработка метода обезвреживания нефтесодержащих отходов различного состава: дис. ... канд. техн. наук. Российский гос. университет нефти и газа, Москва, 2014