Утилизация нефтесодержащих отходов

Абиогенное происхождение нефти

Обзор нефти и ее геологические особенности

Со 2-й половины XIX в. геологи полагали, что нефтяные залежи приурочиваются почти исключительно к антиклинальным складкам, но в 1911 И. М. Губкиным был открыт в Майкопском районе новый тип залежи, приуроченной к аллювиальным пескам и получившей название рукавообразной. Спустя более 10 лет подобные залежи были обнаружены в США.

Дальнейшее развитие разведочных работ в СССР и США завершилось открытием залежей, связанных с соляными куполами, приподнимающими, а иногда и протыкающими осадочные толщи. Изучение нефтяных месторождений показало, что образование нефтяных залежей обусловлено различными структурными формами изгибов пластов, стратиграфическими соотношениями свит и литологическими особенностями пород. Предложено несколько классификаций месторождений и залежей нефти как в России, так и за рубежом. Нефтяные месторождения различаются друг от друга по типу структурных форм и условиям их образования.

Химический состав нефти

По химическому составу и происхождению нефть близка к природным горючим газам и озокериту. Эти ископаемые объединяют под общим названием петролиты. Петролиты относят к ещё более обширной группе так называемых каустобиолитов — горючих ископаемых субстанций биогенного происхождения, которые включают также другие ископаемые топлива (торф, бурый и каменный уголь, антрацит, сланцы).

Вклад ученых в изучение нефти

Большое значение имели работы В. В. Марковникова (1880-е годы), посвящённые изучению состава нефти; им был открыт в нефти новый класс углеводородов, названный им нафтенами, и изучено строение многих углеводородов. Л. Г. Гурвич на основании своих исследований разработал физико-химическую основу очистки нефти и нефтепродуктов и значительно усовершенствовал методы её переработки. Продолжая работы Марковникова, Н. Д. Зелинский разработал в 1918 году каталитический способ получения бензина из тяжёлых остатков нефти. Многие годы в области химии нефти работал С. С. Намёткин; им разработаны методы определения содержания в нефти углеводородов разных классов (определение группового состава) и указаны способы повышения выхода нефтепродуктов. В. Г. Шухов изобрёл первую в мире промышленную установку термического крекинга нефти (1891), был автором проекта и главным инженером строительства первого российского нефтепровода (1878), заложил основы конструирования нефтепроводов, нефтехранилищ и оборудования нефтепереработки.

Список крупнейших экспортеров и импортеров нефти

Крупнейшими экспортёрами сырой нефти:

• Канада
• Россия
• Саудовская Аравия
• Объединённые Арабские Эмираты
• Норвегия
• Ирак
• Иран
• Нигерия
• Кувейт
• Казахстан

Крупнейшими импортёрами сырой нефти:

• Япония
• Нидерланды
• Южная Корея
• Индия
• Испания
• ЮАР
• Португалия
• Финляндия
• Греция
• Белоруссия

Сырая нефть была главной статьёй экспорта для вышеперечисленных стран и основной статьёй импорта для других стран.

## Спрос на нефть и проблемы ее утилизации

Спрос на нефть, как и цены, с каждым годом стремительно растет. Вместе с тем прямо пропорционально возрастает и количество нефтесодержащих отходов, которые создают немало серьезных экологических проблем. Очень важно их правильно и своевременно утилизировать, если этого не делать, угрозы для нашего здоровья и окружающей среды будут только возрастать.

![Нефтяная платформа в Северном море](https://gpc-store.ru/upload/medialibrary/b01/b019a212655b070b67c2661cccd77d22.png)

## Проблемы нефтяных отходов

Отходы производства нефтепродуктов загрязняют грунтовые воды и почву, наносят непоправимый вред флоре и фауне морей, провоцируют массовые и разрушительные пожары. Их незаконное захоронение, неправильная переработка и хранение способны привести к технологической катастрофе. Именно поэтому утилизация нефтяных отходов — одна из ключевых задач, требующих правильного и незамедлительного решения.

## Разновидности нефтяных отходов

Отходы нефтепродуктов делятся на такие разновидности:
- Отработанные масла
- Герметизирующие жидкости
- Мазут
- Битум

По типу появления существует следующая классификация нефтяных отходов:
1. Производственные отходы
2. Перевозочные отходы
3. Эксплуатационные отходы

## Типы нефтяных отходов

В зависимости от состояния различают следующие типы нефтяных отходов:
- Жидкие
- Пастообразные
- Твердые

## Очистка сточных вод нефтебаз

Нефтебазы предназначены для приема, хранения и выдачи потребителям различных нефтепродуктов и представляют собой комплекс технологических, энергетических и вспомогательных сооружений. По назначению они могут быть перевалочными, распределительными, перевалочно-распределительными и базами хранения. Идентичные названия присвоены и станциям очистки сточных вод, расположенным на территориях этих баз.

Перевалочные нефтебазы и их сточные воды

Перевалочные нефтебазы являются промежуточным звеном при транспортировке нефти и нефтепродуктов различными видами транспорта (водным, морским, железнодорожным, трубопроводным). Распределительные базы предназначены для снабжения непосредственных потребителей нефти и нефтепродуктов, находящихся в районе расположения этих баз. Перевалочно-распределительные нефтебазы выполняют функции перевалочных и распределительных одновременно.

Собенности состава сточных вод нефтебаз

Все базы представляют собой источник повышенной опасности с точки зрения загрязнения окружающей среды.

Виды нефтесодержащих сточных вод:

1. Отстойные воды:

   • Из продуктовых резервуаров
   • Образуются в результате отстаивания обводненных нефтепродуктов

2. Обмывочные воды:

   • После мытья бочек и цистерн подвижного состава
   • Закрытых производственных площадей
   • Сливоналивных эстакад

3. Загрязненный конденсат:

   • От паронагревательных устройств для темных нефтепродуктов

4. Вода, использованная для:

   • Уплотнения сальников
   • Охлаждения подшипников нефтяных насосов

Объем и состав сточных вод:

• Обводненность нефтепродуктов при транспортировке в наливных судах: 1-6%
• Объем отстойных вод: 10-25 м3 раз в 10-20 суток
• Содержание нефтепродуктов (кроме мазутов) в отстойных водах: до 8000 мг/л
• Содержание взвешенных частиц в отстойных водах: до 20 мг/л
• Содержание БПК в отстойных водах: до 80 мг/л

Объемы и содержание в обмывочных сточных водах

• Объем обмывочных вод от мытья бочек: ~0,2 м3 на бочку
• Содержание нефтепродуктов в обмывочных водах: до 1000 мг/л
• Содержание взвешенных веществ в обмывочных водах: до 600 мг/л
• Содержание БПК в обмывочных водах: до 200 мг/л

При зачистке резервуаров от нефти и нефтепродуктов образуются высококонцентрированные сточные воды. Объем этих вод составляет 0,4-0,6 м3 на 1000 т грузооборота. Эти воды отводят в шламонакопители, из которых отстоенная вода подается в гравийные фильтры для предварительной очистки перед поступлением на стадию высоконапорного баромембранного разделения.

Загрязненный конденсат поступает от пароногревательных устройств при нарушении плотности трубных коммуникаций. При качественном монтаже и высоком уровне эксплуатации этот вид загрязненных вод можно свести к минимуму. Загрязненность конденсата нефтепродуктами, в основном мазутом, колеблется от 0-20 мг/л до 50-100 мг/л.

Вода, используемая для уплотнения сальников и охлаждения подшипников нефтяных насосов, содержит примеси нефтепродуктов в количестве 10-50 мг/л. Таких вод образуется 10-20 м3 на 1000 т грузооборота.

Среднегодовой суммарный объем производственных сточных вод (на 1000 т грузооборота) на нефтебазах и перекачивающих станциях нефтепродуктов приведен в таблице 2.

Таблица 2 – Среднегодовой суммарный объем производственных сточных вод (на 1000 т грузооборота).

Объем сточных вод, м3

Перекачивающие станции магистральных нефтепроводов

Особым видом нефтезагрязненных вод были балластные воды, которые поступали на нефтебазы при перевозке нефти и нефтепродуктов наливными судами (танкерами). Содержание нефтепордуктов в этих водах достигало 5000 мг/л.

Ехнология очистки сточных вод нефтебаз

Для очистки сточных вод от нефтепродуктов на нефтебазах применяются все методы, рассмотренные выше.

Существуют различные схемы очистки вод. Для глубокой очистки от трудно удаляемых загрязняющих веществ можно применить схемы изображенные на рисунке 1.

Чистка от тетраэтилсвинца

Известно, что для улучшения антидетонационных и физико-химических свойств топлив в них добавляют парафиновые и ароматические углеводороды, кислородосодержащие соединения. Например, в целях повышения эксплуатационных свойств бензинов в них вводят до 2% присадок.

Из примесей, входящих в состав товарных нефтепродуктов и попадающих в сточные воды нефтебаз является тетраэтилсвинец. При хранении этилированного бензина в течении длительного времени в осадок выпадает до 15% окислившегося тетраэтилсвинца, который при зачистке резервуаров попадает в сточные воды. Его содержание составляет 1-2 мг/л.

Для очистки этилированных сточных вод на нефтебазах и частных предприятиях создаются специальные узлы (станции). Первичным элементом этих узлов являются отстойники – бензоловушки. В таких же ловушках задерживаются нерастворимые примеси. Затем сточные воды с оставшимися тонкоэмульгированными и растворенными примесями этилированного бензина направляются на очистку физико-химическими и химическими методами. Для очистки от таких примесей С.Л. Захаров предлагает использовать установку высоконапорного баромембранного разделения.

Сточные воды, содержащие 7-410 мг/л нефтепродуктов и различные вещества во взвешенном состоянии, после очистки таким способом соответствуют требованиям, предъявляемым к сточным водам, сбрасываенмым в канализацию крупных городов Ивановской области.

Данный анализ, методика и прогнозы были опубликованы в /7, стр.35-37/.

Выбор способа очистки нефтесодержащих сточных вод

На нефтетранспортных предприятиях сбор сточных вод и их очистку ведут в зависимости от нефтехимических примесей и способов их очистки. В сточных водах нефтетранспортных предприятий находятся нефть и нефтепродукты, которые после отделения от воды можно использовать в народном хозяйстве. Химические примеси, как, например, тетраэтилсвинец, отделяют специальными химическими методами. В этом случае целесообразно применять раздельный сбор сточных вод и комбинированную систему очистки.

При выборе системы сбора и очистки сточных вод руководствуются следующими основными положениями:

Имея данные по расходам сточных вод, их подробную характеристику, в том числе и по содержанию примесей, а также требования к очищенной воде, по схеме можно отобрать для проверки несколько методов. На основании экспериментальных исследований с учетом технико-экономических показателей выбирают оптимальный метод очистки сточных вод.

Выбор метода очистки сточных вод предприятий зависит от многих факторов: количество сточных вод различных видов, их расходы, возможность и экономическая целесообразность извлечения примесей из сточных вод, требования к качеству очищенной воды при ее использовании для повторного и оборотного водоснабжения и сброса в водоем, мощность водоема, наличие районных или городских очистных сооружений.

Очистка нефтесодержащих сточных вод должна обеспечивать:

Для очистки сточных вод используют очистные сооружения трех основных типов: локальные, общие и районные или городские.

На нефтебазах и насосных станциях трубопроводов применяют очистные сооружения общего типа, а в случае попадания в сточные воды особо вредных химических веществ – очистные сооружения локального типа. В зависимости от степени очистки сточных вод на очистных сооружениях локального или общего типа и характеристики водоема сточные воды либо направляют на районные или городские очистные сооружения, либо сбрасывают в водоем.

Очистные сооружения локального типа предназначены для обезвреживания сточных вод непосредственно после технологических цехов, имеющих вредные химические вещества, например после резервуарного парка технологических коммуникаций, насосных станций, хранящих и перекачивающих этилированные бензины. Применение таких установок дает возможность избежать необходимости пропускать сточные воды предприятия через установки для извлечения из воды определенных химических веществ.

Очистные сооружения общего типа предназначены для очистки всех нефтесодержащих вод нефтетранспортного предприятия. Обычно эти очистные сооружения включают механическую, физико-химическую и биологическую очистки. К сооружениям механической очистки относятся песколовки, нефтеловушки, отстойники, флотационные и фильтрационные установки и другие. На этих сооружениях удаляют грубодисперсные примеси. К сооружениям физико-химической очистки относятся флотационные установки с применением химических реагентов, установки с применением коагулянтов для коллоидных примесей. К сооружениям биологической очистки относятся аэротенки, биофильтры, биологические пруды и другие.

Для очистки сточных вод применяют реагентные методы: коагуляцию, флокуляцию, осаждение примесей, фильтрование, флотацию, адсорбцию, ионный обмен, обратный осмос и др.

Очистные сооружения районного или городского типа предназначены в основном для механической, физико-химической и биологической очистки сточных вод. Если на эти очистные сооружения направляют производственные сточные воды, то в них не должно быть примесей, которые могут нарушить нормальный ритм работы канализации и очистных сооружений.

Эти производственные воды не должны содержать:

Способы переработки и безопасной утилизации нефтесодержащих отходов

Различают шесть ключевых технологий утилизации нефтесодержащих отходов.

Термический

Предполагает сжигание нефтяного мусора, который не подвергается регенерации, в специальных топках — циклонных, камерных, надслоевых. Что чаще всего сжигают? Твердый и пастообразный отход, который включает в свой состав нефтешлам и осадки с нефтепродуктами. Его делают менее опасным или уменьшают в объеме. Утилизация нефтесодержащих отходов по такой технологии весьма затратная и существенно вредит экологии, поэтому к ней прибегают в редких случаях, когда другие способы переработки применить нельзя. Технология предполагает нагрев содержимого до температуры в 1000°С, в результате этого все вредные вещества обезвреживаются.

Пиролиз

Этот способ утилизации нефтесодержащих отходов заключается в их невозвратном химическом изменении под воздействием высокой температуры. Во время процедуры выделяется горючий пирогаз и образуется коксовый остаток, обладающий повышенной плотностью. Отходам придают более компактную форму, их масса уменьшается.

Газификация

Утилизация нефтепродуктов по этой технологии подразумевает их термическую обработку специальным окислителем. Это может быть воздух, кислород, углекислый газ, пар, их смесь. На выходе получают газ и продукты минерального происхождения.

Химический

Чтобы сделать отходы безопасными, на них воздействуют, используя специальные реагенты. Вследствие этого образуется порошок, который можно применять для дорожного строительства. Такая технология переработки нефтесодержащих отходов доступна по цене, экологична и позволяет получать качественное вторичное сырье.

Сюда относят сорбционную технологию, подразумевающую применение гуминовых препаратов, которые снижают уровень токсичности продуктов переработки. Такая методика утилизации опасных отходов актуальна, когда в них содержится большое количество тяжелых металлов.

Биологический

При этом способе переработки на отход воздействуют не химическими реагентами, а микроскопическими организмами, которые при условии полного доступа кислорода превращают соединения углеводородов в углекислый газ и воду.

Этот метод утилизации опасных отходов считается самым экологичным и безопасным, но он затратный, поскольку требует применения специального оборудования. Принцип биологической технологии заключается в следующем: уникальные микроорганизмы, которые содержатся в специальных биопрепаратах, «подселяют» к содержащим нефть отходам, в результате этого углеводородная фаза полностью разрушается.

Восстановление отработанного масла на минеральной основе

Самыми опасными отходами, которые занимают львиную долю в общей массе, считаютотработанные минеральные масла. Им «дают вторую жизнь»: отстаивают, фильтруют, обогащают уникальными присадками.

Не менее эффективная методика утилизации нефтяных отходов — их подразумевает применение декантеров и трикантеров. Декантеры позволяют быстро отделять из состава сырья воду. Благодаря им происходит разделение НСО на жидкость и примеси. Трикантеры разделяют жидкую массу на обводненные и нефтесодержащие компоненты.

Еще один популярный способ переработки нефтяного отхода — с помощью уникальных инсинераторных установок. К нему прибегают, когда нужно обезвредить нефтешлам, растворы разной консистенции, нефтесодержащие грунты. Он позволяет вывести из них опасные и вредные газы.

Нефть и экономика

Резкий рост цен в 2003—2008 годах, а также ограниченность запасов конвенциональной нефти делают актуальными развитие технологий с уменьшенным потреблением нефтепродуктов, а также развитие альтернативных генерирующих мощностей не использующих продукты нефтепереработки.

Битуминозные (нефтяные) пески

Нефть из горючих сланцев

Топливо из угля

Синтетический бензин и дизельное топливо из угля (см. Синтез Фишера — Тропша) производила нацистская Германия во время Второй мировой войны. В ЮАР компания Sasol Limited производит синтетическое топливо из угля с 1955 года. В начале 2006 года в США рассматривались проекты строительства 9 заводов по непрямому сжижению угля суммарной мощностью 90—250 тыс. баррелей в день. Китай планирует инвестировать 15 млрд долларов до 2010—2015 гг. в строительство заводов по производству синтетического топлива из угля. Национальная Комиссия Развития и Реформ (NDRC) заявила, что суммарная мощность заводов по сжижению угля достигнет 16 млн тонн синтетического топлива в год, что составляет около 0,4 млн баррелей в день. Как и в случае нефти из сланцев, серьёзной проблемой получения топлива из угля является загрязнение окружающей среды, хотя и в меньших масштабах.

Близки к электромобилям и автомобили с водородным двигателем. Водород получают из воды электролизом, таким образом, водородные баллоны — фактически способ сохранять электроэнергию. Кроме того, водородные двигатели, как и электромобили, не загрязняют атмосферу, выделяя туда лишь воду. Недостатком водородных двигателей является необходимость огромного топливного бака, потому что водород — очень лёгкий газ. Проблему хранения и транспортировки водорода помогает решить его способность растворяться в некоторых металлах (Гидриды металлов). В палладии, на один объём металла Pd, растворяется до 850 объёмов H2. На сегодняшний день не существует энергетически эффективного способа получения водорода.

Однако вторым современным способом получения водорода является преобразование из природного газа. Данный способ используется в домашних водород-генерирующих установках Honda для водородомобиля этой же компании. Промышленная паровая конверсия метана в водород осуществляется с применением катализаторов и затратами подводимой тепловой энергии в размере 206 кДж/моль Агафонов А. И., Агафонов Р. А., Мурашкина Т. И. Обоснование энергоэффективности термохимических, каталитических и энергетических процессов паровой каталитической конверсии природного газа в водород // Труды Международного симпозиума «Надёжность и качество». — 2011.

Характеристика загрязненности воды нефтью

Методы очистки сточных вод выбирают в зависимости от их вида: бытовые, промышленные и дождевые.

Сточные воды нефтяной и нефтехимической промышленности содержат нефть, нефтепродукты и различные химические вещества (тетраэтилсвинец, фенолы и др.). Эти сточные воды можно классифицировать следующим образом:

Таблица 1 – Классификация сточных вод.

Технологические процессы, связанные с получением сточных водМетоды вторичного использования вод и извлечение из них полезных веществДисперсный состав загрязнителя

свободные и связанные, воды содержащиеся в сырье и исходных продуктахнерастворимые примеси с частицами 10-5 – 10-4 м и более

водные экстракты и адсорбционные жидкостирастворенные газы и молекулярно – растворимые органические вещества

дождевые и талые воды с территории потенциальных загрязнителей

Два первых направления классификации не позволяют систематизировать примеси сточных вод для последующей разработки принципов выбора эффективных систем очистки. Третье направление классификации с этой точки зрения является более подходящим. Его сущность заключается в том, что все сточные воды делятся по дисперсионному составу загрязняющего вещества на четыре группы.

Классификация третьей группы позволяет для каждой из выше перечисленных групп предложить определенные методы очистки воды.

До недавнего времени количество растворенной нефти в воде практически не рассматривали. Современные исследования дают возможность судить о растворимости разных нефтепродуктов в воде в зависимости от различных факторов.

При непродолжительности контакта нефтепродуктов с водой без перемешивания последних количество нефтепродуктов, перешедших в воду, с увеличением времени возрастает. С увеличением контакта от 2 до 120 часов количество нефти в воде возрастает от 0,2 до 1,4 мг/л, дизельного топлива – от 0,2 до 0,8 мг/л, а растворимость бензинов зависит не только от времени, но и от метильных и метиленовых групп углеводородов, входящих в состав бензина. Для метильных и метиленовых групп концентрация бензина А76 в воде при контакте от 2 до 120 часов увеличивается от 1,4 до 11,9 мг/л, а для ароматических углеводородов при тех же параметрах в бензине А76 – от 2,6 до 34 мг/л.

Как следует из предыдущих примеров количество растворенных нефтепродуктов в воде довольно значительно.

Технологии утилизации ПНГ

Газовый факел в западносибирской тайге в начале 1980-х годов

До недавнего времени попутный газ в подавляющем большинстве случаев просто сжигался на факелах, что наносило значительный вред окружающей среде и приводило к значительным потерям ценного углеводородного сырья.

К основным направлениям утилизации ПНГ можно отнести:

Для этого проводится подготовка газа для магистральных газопроводов ОАО «Газпром» в соответствии с СТО Газпром 089—2010

Газ может закачиваться в газовую шапку месторождения с целью поддержания пластового давления, также ограниченно применяется использование «газлифта». Перспективным направлением является также и совместная закачка в пласт газа и воды (водогазовое воздействие).

Попутный нефтяной газ

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 26 января 2023 года; проверки требуют 6 правок.

Попутный нефтяной газ (ПНГ) — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти; выделяющихся в процессе добычи и подготовки нефти. К нефтяным газам также относят газы, выделяющиеся в процессах термической переработки нефти (крекинга, риформинга, гидроочистки и др.), состоящие из предельных (метана) и непредельных (этилена) углеводородов. Нефтяные газы применяют как топливо и для получения различных химических веществ. Из нефтяных газов путём химической переработки получают пропилен, бутилены, бутадиен и др., которые используют в производстве пластмасс и каучуков.

Попутный нефтяной газ является побочным продуктом нефтедобычи, получаемый в процессе сепарации нефти.

Цены на нефть

Динамика цен на нефть (1980—2019)

Цены на нефть, как и на любой другой товар, определяются соотношением спроса и предложения. Если предложение падает, цены растут до тех пор, пока спрос не сравняется с предложением.

В среднесрочной (5—10 лет) и долгосрочной (десятилетия) перспективе спрос, однако, непрерывно увеличивается за счёт увеличения количества автомобилей и тому подобной техники. Однако, точное обоснование этой точки зрения не известно. К тому же, относительно недавно в число крупнейших мировых потребителей нефти вошли Китай и Индия.

В XX веке рост спроса на нефть уравновешивался разведкой новых месторождений, позволявшим увеличить и добычу нефти. Однако многие считают, что в XXI веке нефтяные месторождения исчерпают себя, и диспропорция между спросом на нефть и её предложением приведёт к резкому росту цен — наступит нефтяной кризис.

Кроме того, от уровня цен на нефть и нефтепродукты существенно зависят цены и на природный газ.

Цены на нефть также являются одним из политических инструментов международной экономики.

Установка доочистки сточных вод от нефтепродуктов

Установка доочистки сточных вод от нефтепродуктов и тонкодисперсных взвешенных частиц, в которой в качестве фильтрующего и сорбционного материала используется шунгитовая порода, обеспечивает качество очищенной воды в соответствии с требованиями ПДК для рыбохозяйственных водоемов.

Среди физико-химических методов доочистки сточных вод от нефтепродуктов лучший эффект дает сорбция на углях. Наиболее широкое распространение получили дорогостоящие и дефицитные активированные и активные угли.

Одной из приоритетных современных задач по защите окружающей среды является замена используемых для очистки воды дорогостоящих синтетических веществ дешевыми природными материалами.

Во Всероссийском научно-исследовательском институте минерального сырья им. Н.М. Федоровского была разработана установка блока доочистки (БДО) сточных вод, прошедших предварительную очистку от взвешенных веществ и нефтепродуктов на типовых очистных сооружениях. Особенностью этого блока является использование в качестве фильтрующего и сорбционного природного материала – шунгитовой породы (ШП), содержащей 25-30% углерода, менее 55% оксида кремния, 4% оксида алюминия и различные примесные соединения.

ШП, широко распространенные в Карелии, привлекательны сочетанием свойств минеральных и синтетических сорбентов и могут использоваться для очистки без предварительной обработки.

Возможность применения фильтра с ШП на завершающем этапе первой стадии очистки определяется наличием алюмосиликатного каркаса и относительно высоким удельным весом породы. Сорбционные свойства ШП связаны с наличием на поверхности слоя сорбционно-активного углерода в форме шунгита. Высокие сорбционные характеристики ШП, не уступающие аналогичным показателям сорбции на активных углях, обеспечивают эффективность глубокой доочистки низкоконцентрированных растворов нефтепродуктов.

На рисунке 6 показана принципиальная схема единичного блока доочистки, включающего два основных узла: фильтрационно-адсорбционную колонну и гидроаккумулятор чистой воды, которые могут работать независимо друг от друга или одновременно для обеспечения очищенной водой различных участков производства (например, автомойки).

Очищенная вода подается на доочистку с помощью электронасоса и последовательно проходит четыре царги. Первая из царг (Ф1) – песчано-гравийный фильтр, три следующие (Ф2-Ф4) загружены ШП. Очищенная вода собирается в гидроаккумуляторе, откуда с помощью насоса поступает потребителю.

Рисунок 6 – Принципиальная схема единичного БДО.

В таблице 3 приведены значения контролируемых входных и выходных показателей, полученные при длительной (несколько месяцев) эксплуатации БДО-1,5 на очистных водооборотных сооружениях мойки автотранспорта.

Таблица 3 – Основные показатели работы БДО.

Взвешенные вещества, мг/лБПК, мг О2/л

Опыты свидетельствуют о том, что после длительной эксплуатации БДО (около 9 месяцев) эффективность очистки воды от нефтепродуктов соответствует получаемой на начальном этапе очистки и достигает 96%.

Выше изложенная информация была представлена в статье /8, стр. 17-19/.

Обращение с мусором, полученным после переработки нефти

Первым этапом переработки нефти считается ее перегонка. Зачем к ней прибегают? Чтобы получить на выходе продукт высокого качества, в составе которого нет разных примесей — соли, грунта, песка, газовых частиц, воды. После того как черное золото проходит комплексную обработку как тонкую, так и механическую, применяется метод сепарации, вызывающий разделение сырья на углеводороды и газ. Чтобы удалить нефтесодержащие компоненты из продукта, на него воздействуют высокой температурой. Когда нефть закипает, запускаются реакции, в процессе которых выделяются разные фракции — лигроин, керосин, бензин, газойль. После того как основные продукты перегонки выделились из сырой нефти, остается только мазут. Его активно используют в моторах судов, для ремонта систем, механизмов и узлов, а также как топливо.

Когда из сырья отогнали фракции, остается так называемый остаток, который закипает при температуре выше 450°С — гудрон. Его применяют при производстве малозольного кокса, многих других продуктов.

В результате термической утилизации опасных отходов образуются твердые остатки — это зола, смолы и т. д. Их используют как удобрения в сельскохозяйственной отрасли и при изготовлении наполнителей.

Сфера применения НСО

Распространенная разновидность НСО — шлам. В тонне сырого черного золота его содержится до 7 кг. Если учитывать современные масштабы нефтедобычи, то это колоссальное количество мусора. В составе шлама есть глина, вода, песок, металлические окислы, нефтяные продукты, самые разнообразные примеси. Причем соотношение в процентах этих компонентов непостоянное. При хранении шлам раскладывается на фракции, при переработке из него получают много полезной продукции — сырье, из которого делают битум, материалы для строительства, разные виды топлива.

Воду, которую получают в процессе утилизации, после доведения до нормативных значений возвращают в реки, озера, другие водоемы.

Подводя итог, можно сказать, что процесс утилизации важен и необходим. Он позволяет предотвращать экологические катастрофы и способствует минимизации засорения токсинами окружающей среды.

Пример компонентного состава ПНГ

Компоненты газовой смеси Обозначение компонента Нефтяной газ в % объёма

1 ступень 2 ступень 3 ступень

Молекулярная масса, г/моль 27,702 32,067 63,371

Плотность газа, г/м3 1151,610 1333,052 2634,436

Содержание углеводородов С3+В, г/м3 627,019 817,684 2416,626

Содержание углеводородов С5+В, г/м3 95,817 135,059 1993,360

Новые технологии очистки от нефтяных загрязнений

Своевременная и эффективная очистка средств хранения и транспортировки нефтепродуктов от нефтяных загрязнения является обязательным условием, обеспечивающим их надежность и качество топлива. В большинстве случаев для удаления этих загрязнений используют воду температурой 70-90°С или пар. Достаточно часто для ускорения процесса отмыва емкостей и трубопроводов применяют различные моющие вещества, в том числе каустик, гидроксид натрия, поверхностно-активные вещества (ПАВ) типа ОП-7 или сульфоксид-61 и др.

Высокая стоимость, малая производительность, большие расходы энергии, воды и пара, необходимость наличия очистных сооружений большого объема или дорогостоящего оборудования для отделения нефтепродуктов – известные недостатки традиционного способа очистки. При этом от 3 до 7% добытого, перевезенного и сохраненного нефтепродукта теряется безвозвратно в загрязнениях и отходах.

Этих недостатков можно избежать в случае применения принципиально новых технологий отмыва загрязненных нефтепродуктами поверхностей.

В результате многолетних исследований российскими учеными холдинговой компании «Чистый Мир М» была разработана технология, позволяющая отделять углеводородные соединения нефтепродуктов от разного рода материалов. Принцип ее действия основан на создании расклинивающего эффекта, в результате которого нефтяные загрязнения отрываются от поверхности и переходят в раствор. Высокая деэмульгирующая способность моющего средства обеспечивает при этом легкое разделение раствора и нефтепродукта без образования эмульсии.

Техническое моющее средство (ТМС) «БОК» имеет несколько модификаций, специально разработанных для разных типов загрязнений и поверхностей, так как очевидно, что отмыв светлых нефтепродуктов отличен от отмыва мазута, а процесс обезжиривания металлических поверхностей принципиально отличается от очистки почв и грунтов от нефтепродуктов. Особенно сложной задачей является очистка прудов-отстойников и шламонакопителей от застарелых нефтешламов, в связи стем, что основными ингридиентами шламов является асфальто- смолисто- парафиновые отложения, обладающее высокими значениями вязкости и температуры размягчения, что затрудняет проникновение раствора в массу загрязнителя.

ТМС «БОК» используется в виде водных растворов с рабочей концентрацией 2-4% по массе, не содержит щелочей и фосфатов, имеет 4-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76.

Принципиальная особенность «БОК» – сбалансированность состава, обеспечивающая хорошую смачивающую и максимальную эмульгирующую способность рабочих растворов, что позволяет удерживать загрязнитель в растворе с образованием электрически заряженных агрегированных молекул.

Композиции «БОК» содержат в своем составе полиэктролиты, предотвращающие процесс ресорбции, ингибиторы коррозии и другие вспомогательные вещества. Для некоторых технологий предусмотрен беспенный процесс отмыва.

Технологический процесс отмыва, происходящий в непрерывном режиме, обеспечивает образование трех фаз: верхнего слоя нефтепродуктов, водного слоя и нижнего слоя (отмытый грунт, механические примеси).

Степень очистки поверхностей от загрязнителей зависит от температуры моющего раствора, а также от способа (погружной, струйный и др.) и времени отмыва.

Технология отмыва нефтепродуктов с использованием ТМС «БОК» рентабельна благодаря утилизации выделенного нефтепродукта. Отмытые нефтешламы, грунты, механические примеси могут быть переработаны в строительные материалы. Остаточное содержание нефтепродуктов в твердых продуктах после отмыва не превышает 2 г/кг, что позволяет использовать их в грунтах для озеленения промышленных площадок.

Моющее средство не вступает в химическую реакцию с нефтепродуктами, обладает антикоррозионными свойствами, может многократно использоваться в оборотном цикле, обладает малой степенью токсичности.

Учеными и специалистами холдинговой компании «Чистый Мир М» были разработаны технологии применения технического моющего средства для отмыва резервуаров АЗС от светлых нефтепродуктов, чистки резервуаров различных емкостей от темных и светлых нефтепродуктов, отмыва грунтов и шламов, загрязненных нефтепродуктами, и т. п.

Также, на основе технологии применения созданного моющего средства могут быть реализованы стационарные комплексы отмыва внутренних и внешних поверхностей железнодорожных цистерн (производительность такого комплекса составляет 600-700 цистерн в сутки), грузовых танков нефтеналивных судов, резервуары нефтебаз нефтехранилищ, нефтетерминалов.

Библиографический список

• Карелин Я.А., Попова И.А., Евсеева Л.А. и др. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов – М.: Стройиздат, 1982.

• Роев Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов – М.: Недра, 1987.

• Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод предприятий хранения и транспорта нефтепродуктов – Л.: Недра, 1983.

• Роев Г.А. Очистные сооружения. Охрана окружающей среды – М.: Недра, 1993.

• Родионов А.И., Клушин В.П., Торочешников И.С. Техника защиты окружающей среды. Учебник для вузов – М.: Химия, 1989.

• Очистка производственных сточных вод: учебное пособие для вузов/ Под. ред. Яковлева С.В. – М: Стройиздат, 1985.

Заключение

Существование человечества без пресной воды невозможно. Поэтому в последние годы вопрос о чистоте воды и воздуха ставится на многих всемирных форумах. Эта проблема возникла в связи с огромными масштабами промышленного, сельскохозяйственного и коммунального использования вод. В настоящее время во многих районах земного шара ощущается острый водный голод. Использование пресной воды в таких огромных масштабах приводит к изменению физико-химического состава воды. Для уменьшения вредного влияния промышленного и сельскохозяйственного использования воды на экологию земного шара необходима более глубокая очистка сточных вод.