Курсова робота
«Утилізація відпрацьованих нафтопродуктів»
Запобігання забруднення природного середовища нафтою та продуктами її переробки - одна зі складних і багатопланових проблем охорони природного середовища. Жоден інший забруднювач, як би небезпечний він не був, не може зрівнятися з нафтою по широті поширення, числа джерел забруднення, величиною навантажень на всі компоненти природного середовища [6].
У Московській області, як і в інших регіонах країни, до теперішнього часу немає системи попередження і ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій, пов'язаних з аварійними розливами нафти і нафтопродуктів, також немає системи збору, переробки та утилізації відходів нефтесодержашіх, яка відповідала б сучасним стандартам і вимогам охорони навколишнього середовища. Ця проблема вимагає негайного рішення, оскільки накопичення нафтовмісних відходів впливає не тільки на екологічний стан природного середовища, але і на санітарний благополуччя жителів області [2].
Турбота російських природокористувачів про природоохоронної діяльності часто розглядається як розкіш, недозволена при нинішньому стані економіки. Однак з ділових позицій тільки прямі вигоди від проведення екологічних природоохоронних заходів та функціонування системи екологічного управління підприємством пов'язані з розширенням ринку збуту продукції, відсутністю додаткових витрат, зниженням витрат виробництва, економією основних фондів, підвищенням потенціалу в отриманні інвестицій.
Керівництво підприємства або організації має бути стурбоване відповідальністю за завдану екологічну шкоду і відповідно подальшими витратами на ліквідацію наслідків цієї шкоди. Наведений багатьма керівниками в дев'яності роки доказ «немає грошей», на жаль, ще іноді надає магічну дію на деяких посадових осіб. Проте варто лише поглянути на розрахунок вартості продукції підприємства-природокористувача, як стає ясно, що екологічна природоохоронна компонента закладена в розрахунок ціни.
Більш того, захист природоохоронних інтересів просто неможлива в автономному режимі, поза сферою виробничих відносин, без визначення розумних форм взаємного поєднання екологічних і економічних інтересів, при яких збереження якості навколишнього природного середовища і її об'єктів - мета єдина і кінцева [2].
Створення і реалізація в Московській області комплексної системи збору, переробки та утилізації нефтесодержащих відходів, що включає попередження і ліквідацію наслідків аварійних розливів нафти і нафтопродуктів, є одним з необхідних елементів забезпечення природної та техногенної безпеки регіону.
У багатьох регіонах країни створилася надзвичайна обстановка з зберіганням, переробкою та утилізацією нафтовідходів, відходів МОР. лаків, фарб, гудронів та ін відходів. Так, наприклад, в Курській області щорічно утворюється понад 12 тис. т нефтемаслоотходов, з яких використовується на місцеві потреби чи утилізується тільки 1400 т. Більше 10 тис. т вивозиться у місця організованого зберігання, в т.ч. на території підприємств. У багатьох регіонах країни відсутні спеціалізовані підприємства з прийому, переробки та утилізації нафтовідходів і відпрацьованих нафтопродуктів, а також ліквідації вогнищ забруднення [7].
Своєчасна та ефективна очистка засобів зберігання і транспортування нафтопродуктів від нафтових забруднень є обов'язковою умовою, що забезпечує їх надійність і якість палива. У більшості випадків для видалення цих забруднень використовують воду температурою 70 - 90 ° С або пар. Досить часто для прискорення процесу відмивання ємностей і трубопроводів застосовують різні мийні речовини, в тому числі каустик, гідроксид натрію, поверхнево-активні речовини (ПАР) типу ОП-7 або сульфоксиду-61 і ін
Висока вартість, мала продуктивність, великі витрати енергії, води і пари, необхідність наявності очисних споруд великого обсягу або дорогого обладнання для відділення нафтопродуктів - відомі недоліки традиційного способу очищення. При цьому від 3 до 7% видобутого, перевезеного і збереженого нафтопродукту втрачається безповоротно в забрудненнях та відходах.
Після завершення процесу відмивання умовної ємності технологічна вода, що складається з відмитого нафтопродукту, розчину миючих речовин і нефтешламов, в кращому випадку у ставки - відстійники сховищ, в гіршому - в міську зливну каналізацію, річку, озеро, ліс ... Наслідок - зменшення площ господарських угідь, зниження родючості грунтів, погіршення здоров'я населення, наростання екологічної загрози.
Цих недоліків можна уникнути в разі застосування принципово нових технологій відмивання забруднених нафтопродуктами поверхонь.
У результаті багаторічних досліджень російськими вченими холдингової компанії «Чистий Світ» була розроблена технологія, що дозволяє відокремлювати вуглеводневі сполуки нафтопродуктів від різного роду матеріалів. Принцип її дії заснований на створенні розклинюючого ефекту, в результаті якого нафтові забруднення відриваються від поверхні і переходять в розчин. Висока деемульгірующая здатність миючого засобу забезпечує при цьому легке поділ розчину і нафтопродукту без утворення емульсії.
Технічне миючий засіб (ТМС) «БІК» має кілька модифікацій, спеціально розроблених для різних типів забруднень і поверхонь, оскільки очевидно, що відмивши світлих нафтопродуктів відрізняється від відмивання мазуту, а процес знежирення металевих поверхонь принципово відрізняється від очищення грунтів і грунтів від нафтопродуктів. Особливо складним завданням є очищення ставків-відстійників і шламонакопичувачів від застарілих нефтешламов, у зв'язку з тим, що основними інгредієнтами шламів є асфальто-смолисто-парафінові відкладення, що володіють високими значеннями в'язкості і температури розм'якшення [1].
Грунти принципово відрізняються за складом, і такі показники, як рН середовища (водневий показник), щільність, наявність гумусу (органічний чинник), істотно впливають на вибір типу ТМС «БІК» і технології відмивання. Наприклад, промивання водою грунту не буде ефективна там, де відзначено високий вміст глини або мулу через труднощі відділення забруднювача від невеликих частинок і низькій швидкості седиментації.
При використанні в дослідженнях фізико-хімічних і технологічних методівбули розроблені оптимальні склади ТМС і технології відмивання забруднень при дотриманні економічної безпеки процесів. ТМС «БІК» використовується у вигляді водних розчинів з робочою концентрацією 2 - 4% за масою, не містить лугів і фосфатів, має 4-й клас небезпеки за ГОСТ 12.1.007-76.
Принципова особливість «БІК» - збалансованість складу, що забезпечує хорошу смачивающую і максимальну емульгуючу здатність робочих розчинів, що дозволяє утримувати забруднювач в розчині з утворенням електрично заряджених агрегованих молекул.
Композиції «БІК» містять у своєму складі поліелектроліти, що запобігають процес ресорбции, інгібітори корозії та інші допоміжні речовини. Для деяких технологій передбачений безпінних процес відмивання.
Технологічний процес відмивання, що відбувається у безперервному режимі, забезпечує утворення трьох фаз: верхнього шару нафтопродуктів, водного шару і нижнього шару (відмитий грунт, механічні домішки).
Ступінь очищення поверхонь від забруднювачів залежить від температури миючого розчину, а також від способу (погружний, струменевий тощо) і часу відмивання. Ступінь очищення (миючу здатність) визначали за формулою:
К = (Р 1 - Р 2) / (Р 1 - Р 0) '100
де Р 0 - початкова маса зразка до відмивання, г; Р 1 - маса зразка з забруднювачем, г; Р 2 - маса зразка після відмивання. р.
При підвищенні, температури розчину і збільшенні часу деемульгірованія підвищується ступінь очищення поверхні і знижується кількість води у верхньому шарі відмитого нафтопродукту.
Технологія відмивання нафтопродуктів з використанням ТМС «БІК» рентабельна завдяки утилізації виділеного нафтопродукту. Відмиті нафтошлами, грунти, механічні домішки можуть бути перероблені в будівельні матеріали. Залишковий вміст нафтопродуктів у твердих продуктах після відмивання не перевищує 2 г / кг, що дозволяє використовувати їх в грунтах для озеленення промислових майданчиків.
Особлива увага приділяється технології утилізації відпрацьованого розчину. Допустимі концентрації забруднюючих речовин у стічних водах (рН = 6,5 ¸ 9) перед скиданням у каналізацію наведені нижче.
Для експериментів використовували миючий розчин після відмивання грунту з мазутом. Нейтралізацію проводили шляхом додавання в миючий розчин флокулянтів при нормальній температурі і перемішуванні. Оптимальним флокулянтів для розчинів ТМС «БІК» є кальцій хлористий СаСl 2.
Результати нейтралізації при завантаженні на 1 кг розчину 40 г . СаСl 2 наведено в табл. 1.
Таким чином, після нейтралізації розчин можна скидати в каналізацію при розведенні його водою приблизно в 2 рази.
Таблиця 1
Осад містить крім частинок грунту (піску) в основному нетоксичний карбонат кальцію (крейда), який виходить за реакцією:
Na 2 CO 3 + СаСl 2 ® 2 NaCl + CaCO 3.
У зв'язку з цим можна рекомендувати використовувати осад у композиціях будівельних матеріалів [8], а також як освітлюючий пігмент у дорожніх покриттях.
Миючий засіб не вступає в хімічну реакцію з нафтопродуктами, володіє антикорозійними властивостями, може багаторазово використовуватися в оборотному циклі, має малу ступенем токсичності. Водний розчин, придатний до багатократного використання, відмитий нафтопродукт, що відповідає відповідним стандартам, і твердий осад, який не потребує додаткового промивання, - три окремі компоненти, що утворюються після застосування даної технології [1].
Практика показала високу ефективність технології відмивання залізничних цистерн, колісних пар. різних деталей у вагоноремонтних депо і т.д.
Застосування технології дає можливість у кілька разів скоротити тривалість робіт, зменшити витрату пари та електроенергії. При цьому не потрібно утилізації води та інших відходів, отриманих в результаті відмивання.
Особливої уваги заслуговує технологія очищення технічної (підтоварної) води. В даний час завершуються промислові випробування установки фільтрації замазученних води. Зміст нафти в 1 л води після проходження фільтруючої установки знижується з 500 до 0,2 мг і менше. Фільтр касетного типу об'ємом до 1 м 3 дозволяє очистити від 3000 до
5000 м 3 замазученних води без заміни фільтруючих елементів. При цьому собівартість очищення води при використанні нової технології в багато разів нижче собівартості нині застосовуваних технологій.
Очищення стічних вод промислових підприємств безсумнівно, є важливим аспектом з точки зору охорони навколишнього середовища та раціонального використання природних ресурсів. Однак супутній очищенню процес шламообразованія теж потребує уваги. Як правило, шлами залишаються незатребуваними, тому пошук шляхів їх утилізації є актуальним завданням [3].
Зараз тільки на території Російської Федерації в нафтових коморах різних нафтопереробних підприємств накопичено сотні мільйонів тонн токсичних нефтешламов. Через відсутність сучасної ефективної технології утилізації нефтешламов виникла реальна загроза великомасштабного забруднення грунтів, підземних вод, річок і морів. Крім того, стає цілком реальною небезпека зупинки нафтопереробних підприємств через переповнення нафтових комор нефтешламов.
Нафтошлами складаються з трьох яскраво виражених фракцій: водної, нафтової і твердою. Крім того, вони істотно відрізняються за своїм складом і властивостями в залежності від якості і складу вихідної сирої нафти.
Для переробки нафтошламів використовують біотехнології, хіміотехнологіі, акустичні, термічні і чисто вогневі технології, а також комбіновані технології.
Загальним недоліком всіх перерахованих технологій утилізації та переробки нафтошламів є їх низька продуктивність і високі матеріальні, енергетичні та фінансові витрати. Крім того, вони не дозволяють здійснити повну переробку і угілізацію нефтешламов і не забезпечують екологічну безпеку для навколишнього середовища.
За час роботи очисних споруд ВАТ «ВЗТУ» первинний відстійник на 70% заповнився нафтовмісними донними відкладеннями, що представляють собою чорну, маслянисту, в'язку суміш із вмістом вологи 30 - 35%.
Стічні води на очисні споруди надходить після зачистки і пропарювання цистерн для сировини, промивання обладнання. Також надходять зливові стоки з території заводу. За складом забруднювачів донні відкладення відстійника - це, в основному, використовується на підприємстві сировину, а саме: зелене масло, термогазойлю, екстракти газойлів каталітичного крекінгу, продукти коксохімічних виробництв, антраценове масло.
До пуску очисних споруд нового типу на ТОВ «ЛУКОЙЛ-ВНП» нефтесодержащие відходи, що утворюються при первинній переробці нафти, зневодненні, зачистці ємностей, промиванні обладнання, контактної очищенню залишкових і дистиляторна масел, після установок коксування вивозилися на ставки - шламонакопичувачі. На сьогоднішній день утворилася багатотонна маса екологічно небезпечного шламу - смолооб-різного речовини чорного кольору, вміст води в якому коливається в межах 30 - 45%.
Вуглеводневий склад зразків шламів досліджували хромато-мас
спектроскопическим методом на приладі «Варіан МАТ-111» при ионизирующем напрузі 70 В та силі струму емісії катода 240 мкА. Спектральний аналіз показав, що до складу шламу ВАТ «ВЗТУ» входять різні похідні антрацену, пірену, фенантрену, хінону, флоурена [3].
Шлам ТОВ «ЛУКОЙЛ-ВНП» складається з парафінових вуглеводнів C 5-C 58. Було визначено, що шлами цих підприємств мають ефективну питому активність природних радіонуклідів менше 370 Бк / кг, отже, відповідно до Норм радіаційної безпеки відносяться до I класу, тобто є радіаційно безпечними.
Виконана експериментальна робота по використанню досліджуваних шламів в якості добавки (1-3%) у протипригарних суміш для ливарних форм і стрижнів. Напіввиробничих випробування проводилися на ВАТ «Волгоградський тракторний завод».
При заливанні металу і прогріві ливарної форми або стрижня відбувається сублімація ароматичних вуглеводнів (температура кипіння 245-300 ° С), що містяться в вуглецевмісних шламі ВАТ «ВЗТУ». При контакті з залитим металом ароматичні вуглеводні розкладаються, на поверхні виливка і на поверхнях піщинок в контактній зоні форми з'являється щільна вуглецева плівка. Ця плівка оберігає поверхню металу від окислення газами атмосфери форми і запобігає взаємодія кварцового піску з металом і утворюються на його поверхні оксидами.
Випробувана суміш забезпечує наявність пригара на поверхні проби 5-10% міцність після теплової сушіння 1.2-1,7 МПа. При використанні суміші без добавки шламу вся поверхня проби покривається пригаром. «Утилізація відпрацьованих нафтопродуктів»
Введення
Основними джерелами забруднень нафтою та нафтопродуктами є видобувні підприємства, системи перекачування і транспортування, нафтові термінали і нафтобази, сховища нафтопродуктів, залізничний транспорт, річкові й морські нафтоналивні танкери, автозаправні комплекси та станції. Обсяги відходів нафтопродуктів і нефтезагрязнений, що зібралися на окремих об'єктах, складають десятки і сотні тисяч кубометрів. Значна кількість сховищ нефтешламов і відходів, побудованих з початку 50-х років, перетворилися із засобу запобігання нефтезагрязнений в постійно діючий джерело таких забруднень [1].Запобігання забруднення природного середовища нафтою та продуктами її переробки - одна зі складних і багатопланових проблем охорони природного середовища. Жоден інший забруднювач, як би небезпечний він не був, не може зрівнятися з нафтою по широті поширення, числа джерел забруднення, величиною навантажень на всі компоненти природного середовища [6].
У Московській області, як і в інших регіонах країни, до теперішнього часу немає системи попередження і ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій, пов'язаних з аварійними розливами нафти і нафтопродуктів, також немає системи збору, переробки та утилізації відходів нефтесодержашіх, яка відповідала б сучасним стандартам і вимогам охорони навколишнього середовища. Ця проблема вимагає негайного рішення, оскільки накопичення нафтовмісних відходів впливає не тільки на екологічний стан природного середовища, але і на санітарний благополуччя жителів області [2].
Турбота російських природокористувачів про природоохоронної діяльності часто розглядається як розкіш, недозволена при нинішньому стані економіки. Однак з ділових позицій тільки прямі вигоди від проведення екологічних природоохоронних заходів та функціонування системи екологічного управління підприємством пов'язані з розширенням ринку збуту продукції, відсутністю додаткових витрат, зниженням витрат виробництва, економією основних фондів, підвищенням потенціалу в отриманні інвестицій.
Керівництво підприємства або організації має бути стурбоване відповідальністю за завдану екологічну шкоду і відповідно подальшими витратами на ліквідацію наслідків цієї шкоди. Наведений багатьма керівниками в дев'яності роки доказ «немає грошей», на жаль, ще іноді надає магічну дію на деяких посадових осіб. Проте варто лише поглянути на розрахунок вартості продукції підприємства-природокористувача, як стає ясно, що екологічна природоохоронна компонента закладена в розрахунок ціни.
Більш того, захист природоохоронних інтересів просто неможлива в автономному режимі, поза сферою виробничих відносин, без визначення розумних форм взаємного поєднання екологічних і економічних інтересів, при яких збереження якості навколишнього природного середовища і її об'єктів - мета єдина і кінцева [2].
Створення і реалізація в Московській області комплексної системи збору, переробки та утилізації нефтесодержащих відходів, що включає попередження і ліквідацію наслідків аварійних розливів нафти і нафтопродуктів, є одним з необхідних елементів забезпечення природної та техногенної безпеки регіону.
У багатьох регіонах країни створилася надзвичайна обстановка з зберіганням, переробкою та утилізацією нафтовідходів, відходів МОР. лаків, фарб, гудронів та ін відходів. Так, наприклад, в Курській області щорічно утворюється понад 12 тис. т нефтемаслоотходов, з яких використовується на місцеві потреби чи утилізується тільки 1400 т. Більше 10 тис. т вивозиться у місця організованого зберігання, в т.ч. на території підприємств. У багатьох регіонах країни відсутні спеціалізовані підприємства з прийому, переробки та утилізації нафтовідходів і відпрацьованих нафтопродуктів, а також ліквідації вогнищ забруднення [7].
1. Очищення засобів зберігання і транспортування нафтопродуктів від нафтово забруднень
Задачі створення пунктів утилізації нафтовідходівСвоєчасна та ефективна очистка засобів зберігання і транспортування нафтопродуктів від нафтових забруднень є обов'язковою умовою, що забезпечує їх надійність і якість палива. У більшості випадків для видалення цих забруднень використовують воду температурою 70 - 90 ° С або пар. Досить часто для прискорення процесу відмивання ємностей і трубопроводів застосовують різні мийні речовини, в тому числі каустик, гідроксид натрію, поверхнево-активні речовини (ПАР) типу ОП-7 або сульфоксиду-61 і ін
Висока вартість, мала продуктивність, великі витрати енергії, води і пари, необхідність наявності очисних споруд великого обсягу або дорогого обладнання для відділення нафтопродуктів - відомі недоліки традиційного способу очищення. При цьому від 3 до 7% видобутого, перевезеного і збереженого нафтопродукту втрачається безповоротно в забрудненнях та відходах.
Після завершення процесу відмивання умовної ємності технологічна вода, що складається з відмитого нафтопродукту, розчину миючих речовин і нефтешламов, в кращому випадку у ставки - відстійники сховищ, в гіршому - в міську зливну каналізацію, річку, озеро, ліс ... Наслідок - зменшення площ господарських угідь, зниження родючості грунтів, погіршення здоров'я населення, наростання екологічної загрози.
Цих недоліків можна уникнути в разі застосування принципово нових технологій відмивання забруднених нафтопродуктами поверхонь.
У результаті багаторічних досліджень російськими вченими холдингової компанії «Чистий Світ» була розроблена технологія, що дозволяє відокремлювати вуглеводневі сполуки нафтопродуктів від різного роду матеріалів. Принцип її дії заснований на створенні розклинюючого ефекту, в результаті якого нафтові забруднення відриваються від поверхні і переходять в розчин. Висока деемульгірующая здатність миючого засобу забезпечує при цьому легке поділ розчину і нафтопродукту без утворення емульсії.
Технічне миючий засіб (ТМС) «БІК» має кілька модифікацій, спеціально розроблених для різних типів забруднень і поверхонь, оскільки очевидно, що відмивши світлих нафтопродуктів відрізняється від відмивання мазуту, а процес знежирення металевих поверхонь принципово відрізняється від очищення грунтів і грунтів від нафтопродуктів. Особливо складним завданням є очищення ставків-відстійників і шламонакопичувачів від застарілих нефтешламов, у зв'язку з тим, що основними інгредієнтами шламів є асфальто-смолисто-парафінові відкладення, що володіють високими значеннями в'язкості і температури розм'якшення [1].
Грунти принципово відрізняються за складом, і такі показники, як рН середовища (водневий показник), щільність, наявність гумусу (органічний чинник), істотно впливають на вибір типу ТМС «БІК» і технології відмивання. Наприклад, промивання водою грунту не буде ефективна там, де відзначено високий вміст глини або мулу через труднощі відділення забруднювача від невеликих частинок і низькій швидкості седиментації.
При використанні в дослідженнях фізико-хімічних і технологічних методів
Принципова особливість «БІК» - збалансованість складу, що забезпечує хорошу смачивающую і максимальну емульгуючу здатність робочих розчинів, що дозволяє утримувати забруднювач в розчині з утворенням електрично заряджених агрегованих молекул.
Композиції «БІК» містять у своєму складі поліелектроліти, що запобігають процес ресорбции, інгібітори корозії та інші допоміжні речовини. Для деяких технологій передбачений безпінних процес відмивання.
Технологічний процес відмивання, що відбувається у безперервному режимі, забезпечує утворення трьох фаз: верхнього шару нафтопродуктів, водного шару і нижнього шару (відмитий грунт, механічні домішки).
Ступінь очищення поверхонь від забруднювачів залежить від температури миючого розчину, а також від способу (погружний, струменевий тощо) і часу відмивання. Ступінь очищення (миючу здатність) визначали за формулою:
К = (Р 1 - Р 2) / (Р 1 - Р 0) '100
де Р 0 - початкова маса зразка до відмивання, г; Р 1 - маса зразка з забруднювачем, г; Р 2 - маса зразка після відмивання. р.
При підвищенні, температури розчину і збільшенні часу деемульгірованія підвищується ступінь очищення поверхні і знижується кількість води у верхньому шарі відмитого нафтопродукту.
Технологія відмивання нафтопродуктів з використанням ТМС «БІК» рентабельна завдяки утилізації виділеного нафтопродукту. Відмиті нафтошлами, грунти, механічні домішки можуть бути перероблені в будівельні матеріали. Залишковий вміст нафтопродуктів у твердих продуктах після відмивання не перевищує 2 г / кг, що дозволяє використовувати їх в грунтах для озеленення промислових майданчиків.
Особлива увага приділяється технології утилізації відпрацьованого розчину. Допустимі концентрації забруднюючих речовин у стічних водах (рН = 6,5 ¸ 9) перед скиданням у каналізацію наведені нижче.
Для експериментів використовували миючий розчин після відмивання грунту з мазутом. Нейтралізацію проводили шляхом додавання в миючий розчин флокулянтів при нормальній температурі і перемішуванні. Оптимальним флокулянтів для розчинів ТМС «БІК» є кальцій хлористий СаСl 2.
Результати нейтралізації при завантаженні на
Таким чином, після нейтралізації розчин можна скидати в каналізацію при розведенні його водою приблизно в 2 рази.
Таблиця 1
| Забруднювач | Концентрація забруднювача, мг / л | ||
| Розчин до нейтралізації (рН = 10,85) | Розчин після нейтралізації (рН = 7,2) | Осад | |
| Зважені Речовини | 2000 | 432 | 1568 |
| Хлориди | Відсутні | 21600 | 1420 |
| Сульфати | * | 900 | Сліди |
| Нафтопродукти | 172 | 5,0 | 172 |
| ПАР | 1120 | 38 | 1082 |
Na 2 CO 3 + СаСl 2 ® 2 NaCl + CaCO 3.
У зв'язку з цим можна рекомендувати використовувати осад у композиціях будівельних матеріалів [8], а також як освітлюючий пігмент у дорожніх покриттях.
Миючий засіб не вступає в хімічну реакцію з нафтопродуктами, володіє антикорозійними властивостями, може багаторазово використовуватися в оборотному циклі, має малу ступенем токсичності. Водний розчин, придатний до багатократного використання, відмитий нафтопродукт, що відповідає відповідним стандартам, і твердий осад, який не потребує додаткового промивання, - три окремі компоненти, що утворюються після застосування даної технології [1].
Практика показала високу ефективність технології відмивання залізничних цистерн, колісних пар. різних деталей у вагоноремонтних депо і т.д.
Застосування технології дає можливість у кілька разів скоротити тривалість робіт, зменшити витрату пари та електроенергії. При цьому не потрібно утилізації води та інших відходів, отриманих в результаті відмивання.
Особливої уваги заслуговує технологія очищення технічної (підтоварної) води. В даний час завершуються промислові випробування установки фільтрації замазученних води. Зміст нафти в 1 л води після проходження фільтруючої установки знижується з 500 до 0,2 мг і менше. Фільтр касетного типу об'ємом до 1 м 3 дозволяє очистити від 3000 до
5000 м 3 замазученних води без заміни фільтруючих елементів. При цьому собівартість очищення води при використанні нової технології в багато разів нижче собівартості нині застосовуваних технологій.
2. Утилізація нафтовмісних відходів
Складність ефективної утилізації нефтешламов полягає в тому, що хімічний склад нефтешламов гранично складний. Крім того, далеко не всі їхні фракції можна спалити або переробити. У іефтешламах присутні нафту, вода нафтові емульсії, асфальтени, гудрони, іони металів, різні механічні домішки і навіть радіоактивні елементи [1].Очищення стічних вод промислових підприємств безсумнівно, є важливим аспектом з точки зору охорони навколишнього середовища та раціонального використання природних ресурсів. Однак супутній очищенню процес шламообразованія теж потребує уваги. Як правило, шлами залишаються незатребуваними, тому пошук шляхів їх утилізації є актуальним завданням [3].
Зараз тільки на території Російської Федерації в нафтових коморах різних нафтопереробних підприємств накопичено сотні мільйонів тонн токсичних нефтешламов. Через відсутність сучасної ефективної технології утилізації нефтешламов виникла реальна загроза великомасштабного забруднення грунтів, підземних вод, річок і морів. Крім того, стає цілком реальною небезпека зупинки нафтопереробних підприємств через переповнення нафтових комор нефтешламов.
Нафтошлами складаються з трьох яскраво виражених фракцій: водної, нафтової і твердою. Крім того, вони істотно відрізняються за своїм складом і властивостями в залежності від якості і складу вихідної сирої нафти.
Для переробки нафтошламів використовують біотехнології, хіміотехнологіі, акустичні, термічні і чисто вогневі технології, а також комбіновані технології.
Загальним недоліком всіх перерахованих технологій утилізації та переробки нафтошламів є їх низька продуктивність і високі матеріальні, енергетичні та фінансові витрати. Крім того, вони не дозволяють здійснити повну переробку і угілізацію нефтешламов і не забезпечують екологічну безпеку для навколишнього середовища.
2.1 Утилізація нафтовмісних відходів на ВАТ «ВЗТУ» і ТОВ «Лукойл-ВНП»
Були досліджені нефтесодержащие шлами двох хімічних підприємств Волгоградської області: ВАТ «Волгоградський завод технічного вуглецю» ВАТ «ВЗТУ») і ТОВ «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» (ТОВ «ЛУКОЙЛ-ВНП»).За час роботи очисних споруд ВАТ «ВЗТУ» первинний відстійник на 70% заповнився нафтовмісними донними відкладеннями, що представляють собою чорну, маслянисту, в'язку суміш із вмістом вологи 30 - 35%.
Стічні води на очисні споруди надходить після зачистки і пропарювання цистерн для сировини, промивання обладнання. Також надходять зливові стоки з території заводу. За складом забруднювачів донні відкладення відстійника - це, в основному, використовується на підприємстві сировину, а саме: зелене масло, термогазойлю, екстракти газойлів каталітичного крекінгу, продукти коксохімічних виробництв, антраценове масло.
До пуску очисних споруд нового типу на ТОВ «ЛУКОЙЛ-ВНП» нефтесодержащие відходи, що утворюються при первинній переробці нафти, зневодненні, зачистці ємностей, промиванні обладнання, контактної очищенню залишкових і дистиляторна масел, після установок коксування вивозилися на ставки - шламонакопичувачі. На сьогоднішній день утворилася багатотонна маса екологічно небезпечного шламу - смолооб-різного речовини чорного кольору, вміст води в якому коливається в межах 30 - 45%.
Вуглеводневий склад зразків шламів досліджували хромато-мас
спектроскопическим методом на приладі «Варіан МАТ-111» при ионизирующем напрузі 70 В та силі струму емісії катода 240 мкА. Спектральний аналіз показав, що до складу шламу ВАТ «ВЗТУ» входять різні похідні антрацену, пірену, фенантрену, хінону, флоурена [3].
Шлам ТОВ «ЛУКОЙЛ-ВНП» складається з парафінових вуглеводнів C 5-C 58. Було визначено, що шлами цих підприємств мають ефективну питому активність природних радіонуклідів менше 370 Бк / кг, отже, відповідно до Норм радіаційної безпеки відносяться до I класу, тобто є радіаційно безпечними.
Виконана експериментальна робота по використанню досліджуваних шламів в якості добавки (1-3%) у протипригарних суміш для ливарних форм і стрижнів. Напіввиробничих випробування проводилися на ВАТ «Волгоградський тракторний завод».
При заливанні металу і прогріві ливарної форми або стрижня відбувається сублімація ароматичних вуглеводнів (температура кипіння 245-300 ° С), що містяться в вуглецевмісних шламі ВАТ «ВЗТУ». При контакті з залитим металом ароматичні вуглеводні розкладаються, на поверхні виливка і на поверхнях піщинок в контактній зоні форми з'являється щільна вуглецева плівка. Ця плівка оберігає поверхню металу від окислення газами атмосфери форми і запобігає взаємодія кварцового піску з металом і утворюються на його поверхні оксидами.
У процесі випробувань протипригарних суміші, яка містить шлам ТОВ «ЛУКОЙЛ-ВНП», величина пригара склала 7-12%, міцність після теплової сушіння 1,2-1,8 МПа.
При заливанні металу і прогріві ливарної форми або стрижня відбувається окислення парафінових вуглеводнів шламу з виділенням СО, що осідає в ливарній формі відновну атмосферу і перешкоджає окисленню заливається у форму металу. Неокислених метал не змочує кварцовий пісок ливарної форми або стрижня і не проникає між частинками кварцового піску. Крім того, у відновній атмосфері не можуть утворюватися оксиди заліза і залозистий силікат фаяліт 2FeO'SiO 2, що має температуру плавлення 1205 ° С і припаюють зерна кварцового піску до поверхні виливки, утворюючи пригар. У результаті досліджень було встановлено, що нефтесодержащие відходи ВАТ «ВЗТУ» і ТОВ «ЛУКОЙЛ-ВНП» є малонебезпечних (IV клас) та радіаційно безпечними, тому їх можна використовувати в ливарному виробництві як добавки в протипригарних суміш для ливарних форм і стрижнів і [ 3].
2.2 Утилізація нефтешламов
Суть електровогневому технології спалювання будь-яких речовин складається в створенні практично ідеальних умов горіння полум'я спалюваних будь-яких токсичних відходів, у зв'язку з чим, значно полегшується завдання остаточного очищення відхідних газів. Електричне поле взаємодіє (на атомарно-молекулярному рівні) з радикалами будь-яких вуглеводневих речовин і одночасно впливає на будь-які вуглеводневі ланцюжка, зокрема на бенз (а) пірен, таким чином, що вони розщеплюються на водень. згоряють у полум'ї, і вуглець, який швидко доокісляется в електричному полі до нешкідливого вуглекислого газу.Спочатку необхідно відкачати і переробити в корисні товарні продукти більшу частину сирої нафти, відстояною на поверхні нафтових комор. Причому термічну ректифікацію цієї нафти доцільно проводити прямо в нафтовому коморі з нафтошламу або безпосередньо біля нього.
Потім необхідно відкачати і обробити в центрифугах наступні шари нефтешламов, відносно малов'язкі водонафтових легкі емульсії, перетворюючи їх у ефективне паливо для теплоенергетики.
Далі необхідно послідовно або паралельно відкачувати шар води, яка присутня у всіх нафтових коморах.
Фракції нефтешламов, які неможливо відразу відкачувати з амбарів, необхідно розм'якшити прямо в коморах, використовуючи для цього теплоту, отриману від спалювання частини нефтешламов. Для цього доцільно частину сирої нафти залишати в цих нефтешламових коморах і спалювати її на поверхні комор для вироблення теплоти.
У процесі теплового розрідження густих, твердих фракцій нефтешламов з'являється можливість часткової перекачування їх з комор і розфасовки в енергетичні капсули та брикети з найбільш твердих смолистих фракцій нефтешламов для подальшого використання як палива. Виготовлення таких горючих капсул і брикетів з густих і твердих, найбільш енергоємних фракцій нефтешламов досить перспективно і вигідно. Брикети необхідно підсушувати, використовуючи теплоту від спалювання частини більш легких фракцій нефтешламових емульсій, а потім упаковувати і складувати.
Такі енергетичні капсули деяких фракцій нефтешламов можна використовувати у котельнях і при виконанні енерговитратних вогневих технологій, наприклад, при отриманні асфальтів, цементів як висококалорійне «чистого» палива. У цьому випадку їх можна з користю спалювати в спеціальних електрифікованих топках котельних установок (Пат. 2079786 РФ). Цей спосіб інтенсифікації горіння дозволяє використовувати в якості палива будь-які горючі відходи. Ефективність використання котлів підвищується за рахунок формування теплового потоку від факела за вектором електричного поля прямо на котел [1].
В основі електровогневому технології лежить каталітичне вплив електричного поля на процес горіння будь-яких речовин і газів. У результаті застосування даної технології можна утилізувати відходи, сміття і нафтошлами. Переваги розробленої на основі цієї технології установки: економічність в експлуатації (витрата палива і електроенергії знижений у декілька разів), дешевизна при виробництві, високий ступінь очищення газів, що відходять. При спалюванні нафтопродуктів, включаючи нафтошлами, різко знижується кількість усіх токсичних компонентів у відхідних газах на 70 - 80% первісної їх концентрації. І що найбільш важливо, в процесі електровогневому горіння активно руйнуються будь-які відходи, включаючи нафтошлами. У полум'ї зникають практично всі токсичні компоненти, не тільки такі прості, як СО, СН, NO, але і такі складні канцерогенні речовини типу бенз (а) пірену.
Технологія дозволяє швидко утилізувати практично всі токсичні компоненти відходів, у т. ч. і нафтошлами.
При електровогневому пошаровому спалюванні залишків конкретних нефтешламов можна регулювати параметри активізує горіння електричного поля (напруженість, частоту високої напруги) залежно від складу і кількості нефтешламов для забезпечення оптимальної швидкості горіння та досягнення мінімальної токсичності газів, що відходять.
У ряді випадків для максимальної інтенсифікації процесу горіння залишки нефтешламов спалюють у змінному електричному полі певної частоти, обраної за критерієм максимального чистого їх спалювання.
А в деяких випадках процес спалювання нафтошламів необхідно проводити в постійному електричному полі з вектором напруженості поля, орієнтованим в напрямку, перпендикулярному до поверхні нефтешламов, з гранично високою напруженістю, обраної в залежності від складу нефтешламов, за критерієм максимальної інтенсивності горіння при мінімумі токсичності газів, що відходять [ 1].
Для утилізації нафтової і водонефтеемульсіонной складових нефтешламов необхідно паралельно зі спалюванням залишків нефтешламов здійснювати ректифікацію зібраної з поверхні нефтешламов нафти шляхом використання теплової енергії від спалювання залишків нефтешламов для отримання бензину, гасу і т.д.
За допомогою установки електровогневому спалювання нафтошламів можна утилізувати їх як безпосередньо в коморі, так і на виробництві для забезпечення безвідходної переробки нафти.
При безвідходної технології переробки нафти утилізацію нефтешламов здійснюють у спеціальних електрифікованих отходосжігающіх печах, сполучених трубопроводами з ректифікаційних колонах.
Пристрій спалювання залишків нефтешламов виконано у вигляді спеціальної електрифікованої печі, в якій передбачено пристрій подачі нефтешламов в зону горіння і вивантаження золи, а також чаша для спалювання нафтошламів, над якою розміщено електроізольовані електрод з
коронирующим голками, причому цей електрод приєднаний електрично до одного з виходів високовольтного блоку напруги, другий вихід якого приєднаний до чаші зі спалюваних нефтешламов.
Для проведення комплексної утилізації нефтешламов в нафтових коморах, необхідно використовувати комбінований пристрій з нафто-уловлює пристосуванням (рис. 1), що складається з заглибного насоса, губчастого валика, віджимні пристрої, сепараційної ємності і ректифікаційної колони, розміщеної над піччю спалювання залишків нефтешламов, а також містить сам пристрій електровогневому спалювання залишків нефтешламов.
Мобільний пристрій електровогневому спалювання нафтошламів можна використовувати як безпосередньо в нафтових коморах, так і в місцях розливів нафти на грунті (рис. 2). Такий пристрій розміщується на транспортному засобі і має високовольтний перетворювач напруги, декілька електроізольовані висувних електродів, що розміщуються по периметру площі передбачуваного спалювання нафтошламів (або комори з нафтошламу). два поверхневих електрода у вигляді тонких металевих теплостійких сіток регульованою площі, достатньої для покриття частини або всієї площі поверхні нафтового забруднення або комори з остаткмі нефтешламов.
Перший сітчастий електрод розміщують з нульовою плавучістю на поверхні нефтешламов і прикріплюють металевими тросами до підстав електроізольовані штанг, а другий сітчастий електрод натягають поверх електроізольовані штанг. Сітчасті електроди з'єднують з високовольтним перетворювачем напруги [1].Висоту електроізольовані електродів в мобільному пристрої вибирають з умови перевищення висоти факела полум'я спалюваних відходів на величину відстані, достатню для усунення електричного розряду високовольтного перетворювача напруги через полум'я спалюваних залишків нефтешламов.
В установках встановлені датчики рівня токсичності газів, що відходять, які пов'язані з пристроєм управління параметрами високовольтного перетворювача напруги.
Комбінована установка (див. рис. 1) електровогневому спалювання нафтошламів працює наступним чином. За допомогою насосів подають по трубопроводах нафту і важкі фракції нефтешламов у відповідні резервуари, причому нафту відфільтровують від води в ротаційному сепараторі. Пристрій ректифікації нафти кріпиться на спеціальних опорах з ізоляторами. Залишки нефтешламов надходять у пристрій спалювання, при цьому одночасно створюють електричне поле для керування полум'ям. У процесі реалізації даного процесу підбирають напруженість поля за критерієм оптимуму інтенсивності горіння полум'я і мінімуму токсичності газів, що відходять. Отриману теплову енергію використовують для випаровування і ректифікації нафти.
Корисні фракції нафти (бензин, гас) відводять з колони по патрубках. Залишки нефтешламов надходять по трубопроводу в нижню чашу з палаючими нафтошламу [1].
Запропонована технологія чистої інтенсивної переробки та вогневої утилізації нефтешламов дозволяє на порядок здешевити процес утилізації нефтешламов, підвищити продуктивність пристроїв при реалізації даного процесу, а головне, зробити його екологічно чистим. Вона може бути застосовна для швидкої і ефективної очищення будь-яких нафтових плям.
3. Утилізація відходів машинобудівних та переробних підприємств
Розвиток техніки тісно пов'язане з інтенсифікацією переробки нафти, застосуванням палив і мастильних матеріалів. У результаті накопичуються різні відходи, що роблять негативний вплив на навколишнє середовище. На жаль, збору та раціонального використання відпрацьованих масел приділяється недостатньо уваги. Регенерацією отримують лише 16% всього обсягу масел.В даний час на території машинобудівних і нафтопереробних підприємств м. Ярославля і Ярославської області знаходяться значні запаси відпрацьованих масел, нафто-і маслошламов.
Масла або зберігаються в маслонакопітелях на території підприємств, або використовуються в якості добавок до котельного палива або його замінників (90%) [4].
3.1 Утилізація нафтовідходів
У процесі зберігання відпрацьовані мастила розшаровуються. Верхній масляний шар - це трудноразделімая емульсія нафтопродуктів з водою і механічними домішками (до 5%), середній шар - вода у вигляді масляної емульсії, нижній шар - донний осад (шлам), що складається з твердої фази (70%), просоченої нафтопродуктами (до 10%) і водою (до 25%). Кількість механічних домішок з глибиною збільшується.Були досліджені маслоотходи кількох цехів ВАТ «Автодизель» м. Ярославля (цехів корпусних деталей, коробок передач, допоміжних). Відібрані проби піддавалися розшарування протягом доби.
Верхній шар прямував на регенерацію з метою подальшого використання для приготування мастильно-охолоджуючий рідин типу «Аквол» [9].
Середній шар - стічна вода - очищався до відповідності гранично допустимих скидів.
Нижній шар - відхід, який до цих пір не утилізували. При дослідженні його хімічного складу було встановлено, що низька токсичність свідчить про незначному вмісті іонів важких металів,%: 27 - 44 заліза; до 0,05 нікелю; до 0,13 хрому; до 1 міді; 3 - 5 алюмінію; до 20 кремнію ; 15 - 30 нафтопродуктів. Розрахунковий клас небезпеки (токсичності) - 3-й або 4-й у залежності від типу шламу [5].
Також були досліджені нафтошлами Ярославської перевалочною нафтобази, нафтошлами тривалого зберігання та поточної вироблення установки «Альфа-Лаваль» (ВАТ «Слазнефть-Ярославльнефтеоргсінтез» ім. Д. І. Менделєєва), (табл. 2).
Встановлено, що досліджені нафтошлами містять органічні (18,6 - 28,6%) і неорганічні (51,3 - 76,8%) речовини.
Основним компонентом неорганічної частини є оксиди заліза. Хоча їх зміст невелика, але після прожарювання при температурі 600 ° С ця частина набуває магнітні властивості. Наявність великої кількості речовин, нерозчинних в концентрованій соляній кислоті, очевидно, зумовлена присутністю в мінеральній частині алюмосилікатів.
Вміст органічних речовин, певне прокаливанием і екстракцією хлороформом, різна [5]. Це можна пояснити тим, що в неорганічної частині присутній кристалізаційна вода, яка видаляється при температурі 600 ° С.
По складу мінеральної частини нафтошлами (як і маслошлами) близькі до компонентів шихти для виробництва керамзиту, а за фракційним складом органічної частини - до соляровим дистилятів. Це дозволяє припустити, що досліджувані масло-і нафтошлами можна використовувати в якості спучується добавки при виробництві керамзиту
Таблиця 2
| Речовини | Нафтошлами | ||||
| з установки «Альфа-Лаваль» | нафтоперевалочний бази | ||||
| тривалого зберігання | поточної вироблення | ||||
| вода | 14,4-10,6 | 22,5 | 10,0 | ||
| органічні речовини: | |||||
| при прожарюванні | 32,9-21,7 | 43,5 | 48,5 | ||
| при екстракції хлороформом | 16,0-12,6 | 18,4 | 28,6 | ||
| речовини, нерозчинні в HCl | 41,3-88,6 | 35,5 | 16,8 | ||
| іони металів * | |||||
| Fe заг | 9,5-12,5 | 14,9 | 2,02 | ||
| Сu 2 + | 0,02 | 0,03 | 0,008 | ||
| Ca 2 + | 2,8-4,8 | 5,6 | 14,12 | ||
| Cr 3 + | 0,019-0,033 | 0,03 | - | ||
| Zn 2 + | 0,13-0,18 | 0,2 | - | ||
| * - У сухому залишку | |||||
Проведені на АТ «Керамзит» виробничі випробування показали, що зазначені вище нафто-і маслошлами можна використовувати в якості спучується добавки при виробництві керамзиту (об'ємна насипна щільність 420-600 кг / м 3), показники міцності якого відповідають ГОСТ 9757-80.
У ЯГТУ розроблена технологія утилізації нафтовідходів з установки «Альфа - Лаваль». Була зроблена спроба замінити наповнювач і мягчитель в рецептурі гумових сумішей для амортизаторів на основі каучуків СКІ -3 і СКД цими відходами.
Найкращі результати отримали при заміні 5 масових частин технічного вуглецю П-324 на 5 масових частин відходу. Пластичність суміші практично не змінилася, а міцність при розтягуванні і відносне подовження збільшилися. Заміна 10 масових частин технічного вуглецю П-324 та 5 масових частин вазелінового масла на 10 масових частин відходу дозволила дещо збільшити пластичність і міцність при розтягуванні, а також відносне подовження при розриві в порівнянні з контрольною пробою.
Виробничі випробування дослідної гуми, отриманої з використанням відходу з установки «Альфа - Лаваль» на заводі ГТВ, показали, що її характеристики відповідають характеристикам серійної гуми, тобто вимогам нормативної документації.
3.2 Утилізація кислих гудронів
Іншим великотоннажним відходом нафтохімії є кислі гудрони. Вони утворюються при очищенні мастильних та медичних масел, світлих нафтопродуктів, виробництві флотореагентів і сульфонатних присадок. Очищення нафтопродуктів сірчаною кислотою проводять з метою видалення неграничних, сіро-, азотовмісних і смолистих сполук, які зумовлюють малу стабільність палив при зберіганні, нестабільність кольору і погіршують деякі експлуатаційні властивості. Кислі гудрони є смолообразниє високов'язкі маси різного ступеня рухливості, що містять різноманітні органічні сполуки, вільну сірчану кислоту і воду. Незважаючи на скорочення застосування сірчаної кислоти для очищення масел і парафінів і припинення її використання для очищення гас і бензин, кількість сірчанокислотних відходів дуже значно. Тільки в заводських ставках-накопичувачах ВАТ «Славнефть-Ярославльнефтеоргсінтез ім. Д.І. Менделєєва »зберігається близько; 500 тис. т кислого гудрону [4].
Свіжий кислий гудрон (поточної виробітку), що містить сірчану кислоту, дуже нестабільний продукт. У процесі зберігання в ньому протікають реакції сульфування, полімеризації, поліконденсації і ін Кислі гудрони у ставках-накопичувачах за своїм хімічним складом значно відрізняються від кислих гудронів поточної виробітку. Крім того, внаслідок вимивання кислоти атмосферними та грунтовими водами кислотне число гудрону в ставку-накопичувачі значно нижче, ніж свіжого.
У процесі зберігання через впливу атмосферних опадів (сніг, дощ) вміст ставків-накопичувачів поділяється на три шари:
• верхній - кисле масло (легка масляна частина кислого нафтопродукту);
• середній - кисла вода, що складається з атмосферних опадів і сірчаної кислоти;
• нижній - донний кислий гудрон в пасти і концентрована сірчана кислота.
Фізико-хімічні характеристики шарів різні і визначаються глибиною відбору проб (табл. 3).
У ЯГТУ розроблено спосіб отримання дорожнього бітуму на основі верхнього шару ставкового кислого гудрону. Для гудрону глибинних шарів поки що не запропоновано практично доцільною технології.
З таблиці. 4 видно, що в нижніх шарах відбувається деяке осмо-ня продукту, в оліях з'являються більш високомолекулярні з'єднання.
Таблиця 3. Фізико-хімічні характеристики кислого гудрону
За властивостями кислі гудрони на глибині 3 - 3.5 м відрізняються від гудронів верхнього шару, тому була, перевірена можливість переробки глибинних гудронів за технологією, розробленою для кислих гудронів верхніх шарів.
Технологічний процес переробки цих кислих гудронів включає наступні стадії.
1. Нейтралізація. Вона відбувається в результаті взаємодії кислих продуктів (вільна сірчана кислота, сульфокислота, асфальтогенние кислоти) з гідроксидом кальцію за звичайним механізмом з отриманням сульфату кальцію і води в якості кінцевих продуктів. Температура реакційної маси зростає до 80 ° С при атмосферному тиску і перемішуванні.
Нейтралізація глибинних проб кислих гудронів відбувається аналогічно нейтралізації кислих гудронів верхніх шарів, при цьому повна нейтралізація відбувається повільніше (зазвичай за 3 год замість 1,5-2 год). Слід зазначити, що при проведенні нейтралізації глибинних кислих гудронів спостерігається більш інтенсивне піноутворення, процес супроводжується більш значним виділенням теплоти. Все це викликає необхідність ведення процесу із застосуванням піногасників, що дозволяють зменшити або навіть повністю виключити піноутворення. Подібні відмінності обумовлені більш високою кислотністю глибинних проб.
2. Окислення киснем повітря. Окислення 1 кг нейтралізованого кислого гудрону після відгону води проводилося при подачі повітря від компресора через барботер в кількості 2 л на хвилину при температурі 190 - 200 ° С протягом 2 - 4 ч.
Істотних відмінностей процесів окислення глибинних проб та проб верхніх шарів не виявлено. Слід зазначити, що глибинні кислі гудрони (3 - 3.5 м) окислюються з більшою швидкістю, що можна пояснити великим вмістом в них високомолекулярних сірчистих сполук у порівнянні з кислими гудронами верхніх шарів, Таким чином, процес обробки кислих гудронів нижніх шарів лише незначно відрізняється від процесу переробки гудронів верхніх шарів. Змінюючи час окислення, можна, отримати бітуми з характеристиками, відповідними характеристиками будівельного і покрівельного бітумів (табл. 5). Після оптимізації технологічних параметрів їх можна використовувати для виробництва м'якої покрівлі і гідроізоляційних матеріалів.
Бітуми з кислих гудронів мають наступний склад,% за масою: 17 - 27 смол; 12 - 22 асфальтів; 56 - 60 олій (з них 46 - 52 парафінонафтенових вуглеводнів; 1,6 - 4.8 моноциклических ароматичних; 1,4 - 2,3 бициклических ароматичних; 1,1 - 7,2 поліциклічних ароматичних).
У зв'язку з різноманітністю нафто-і маслошламов області їх застосування не обмежуються описаними нижче.
Таблиця 5. Основні характеристики бітумів
Препарат «Еконафт» призначений для знешкодження та утилізації як рідких, так і пастоподібних відходів і складається з двох компонентів:
- Негашене вапно за ГОСТ 9179-77 «Вапно будівельна». Вміст у складі препарату до 95%;
- «Модифікатор», ТУ 2123-002-11085815-94. Вміст у складі препарату до 5%.
Препарат готується шляхом змішування компонентів на місці проведення робіт, а також може поставлятися в розфасованому затареному вигляді в поліетиленових, крафтмешках.
Співвідношення відходи - препарат визначається в залежності від вмісту нафтопродуктів у відходах і коливається в співвідношенні 1-1 ... 2 (за об'ємом).
Сутність хімічного знешкодження та утилізації нафтовідходів полягає в наступному: спосіб заснований на властивостях окису мінеральних сорбентів (негашене вапно - СаО, магнію - MgO і хрому - Сr 2 О 3) при гасінні збільшувати питому поверхню в 15-30 разів і тим самим перетворюватися в об'ємне в'язка речовина з високою абсорбційної здатністю для високомолекулярних речовин і, зокрема, для вуглеводнів нафти. Процес гасіння супроводжується виділенням великої кількості тепла:
СаО + Н 2 О ® Са (ОН) 2 + 1164 кДж / кг СаО
в результаті чого і відбувається різке збільшення питомої поверхні. Однак гашене вапно змочується водою, що призводить до різкого скорочення або усунення її абсорбційній здатності. Для додання гідрофобізуючих властивостей у процесі гасіння вводять спеціальні речовини-модифікатори [9].
До складу препарату «Еконафт» введено модифікатор - повний ефір гліцерину та вищих жирних кислот - тригліцериди. При змішуванні з вапном гліцерид утворює з поверхнею мінерального сорбенту міцну хімічний зв'язок, що призводить до утворення нового з'єднання - тригліцериду кальцію та активації поверхні для подальшого гідрофобної взаємодії з вуглеводнями нафти (таблиця 6). Процес солеутворення протікає практично повністю. Отримувані солі і надають гідрофобність і міцність гранул продукту реакції препарату з вуглеводнями.
Таким чином, сутність хімічного способу знешкодження нефтемаслоотходов полягає в тому, що нефтемаслоотходи обробляються негашеним вапном з добавкою модифікатора шляхом перемішування. При цьому оксид лужноземельного металу утворює з водою гідроксид, в результаті чого нафтопродукти рівномірно їм адсорбуються з отриманням сухого, стійкого при зберіганні порошкоподібної речовини, що складається з найдрібніших гранул, які надають за хімічним складом найдрібніші частинки знешкоджених нефтемаслоотходов, укладені в вапняні оболонки - капсули, які рівномірно розподілені в масі продукту.
Порошок мінеральний «ПУН», відповідно до ТУ і рекомендаціями РосдорНІІ, може застосовуватися в якості добавки або складової частини у виробництві наступних матеріалів і конструкцій:
- Асфальтобетонні суміші II-III марки за ГОСТ 9128 для автомобільних доріг не вище II технічної категорії;
- Конструктивні елементи автодоріг: теплоізоляційні, гідропреривающіе і додаткові шари земляного полотна автомобільних доріг за СН 25-74 т. 5 і СНіП 2.05.02. - 85. так само для влаштування майданчиків для стоянок техніки та будівництва внутріплощадних доріг, будівельного матеріалу для очисних споруд, «поямочного» ремонту доріг, та ін [9].
- Порошок мінеральний «ПУН» також застосовується для профілювання поверхні полігонів твердих побутових відходів.
Виробництво робіт з утилізації відходів (рис. 3) включає в себе три етапи робіт:
А. Прийом і розміщення нафтовідходів і компонентів препарату «Еконафт» у прийомні ємності.
Б. Подача нафтовідходів і препарату «Еконафт» на змішувальне обладнання.
В. Вивантаження порошку «ПУН», його складування і відвантаження споживачеві.
Доставляються автотранспортом пастоподібні нефтемаслоотходи, нафтошлами і забруднені грунти перевантажуються у сховищі нафтошламу В. Рідкі нафтовідходів завантажуються в сховище С. Негашене вапно самоскидами перевантажується в сховище сповістивши.
Б. Подача нафтовідходів та препарату на змішувальне обладнання
Негашене вапно зі сховища (ємності) А грейфером подається в бункер-дозатор вапна, звідки скіповим підйомником завантажується в приймальний бункер працюючого змішувача і шнеком розподіляється по всій довжині змішувача. Пастоподібні відходи зі сховища У грейфером завантажуються в бункер-дозатор відходів, звідки скіповим підйомником завантажуються у приймальний бункер працюючого змішувача і перемішуються з негашеним вапном по всій довжині змішувача. Подача рідких відходів зі сховища З виробляється насосом-дозатором безпосередньо до приймальної ємність працюючого змішувача і перемішуються з негашеним вапном по всій довжині змішувача. Після перемішування нафтовідходів з препаратом по трубопроводу всередині змішувача подається вода для виробництва гасіння вапна. Під час активного перемішування (гасіння вапна) відбуваються процеси нейтралізації і грануляції знешкоджених нафтовідходів з виділенням великої кількості тепла і пара згідно хімічним реакціям, описаним вище. Процес активного перемішування відбувається протягом 15-20 хвилин (залежно від активності вапна), і його закінчення визначається візуально по припиненню паровиделенія.
В. Вивантаження продукту утилізації, його складування і відвантаження споживачам
Готовий порошок «ПУН» через вікно вивантаження змішувача вивантажується на транспортер і подається в бункер-накопичувач об'ємом 45 м 3, з якого перевантажується в автосамоскиди і відправляється споживачу.
При експлуатації вони втрачають свої функціональні та експлуатаційні властивості і їх необхідно утилізувати. Такі відходи нафтопродуктів діляться на дві групи.
Першу групу складають відпрацьовані індустріальні масла, які можна регенерувати й очищати. Цю групу відповідно до існуючого способом регенерації та очищення складають дві підгрупи рідин.
До першої підгрупи відносяться відпрацьовані мастила, використовувані на ремонтно-експлуатаційні потреби: ІДП-30, ІГП-18; І-40А, І-20А, І-8А, І-Л-С-10; Антикор 611/36; олії з грязьових баків-накопичувачів промстоків, олії з циркуляційних установок подачі МОР на основі імпортних концентратів.
До другої підгрупи відносяться відпрацьовані мастила: І-20А після полірування; нафтопродукти, зібрані після руйнування емульсій; МР-11 і МР-11 / 1; МР-11 ПАВЕКС; гартівні масла; РЖ-8; масло І-Т-Д-220 .
Другу групу становлять суміші відпрацьованих нафтопродуктів, які необхідно переробляти на нафтопереробних підприємствах. До таких нафтопродуктах відноситься гас, бензин, паливо дизельне, уайт-спірит [10].
На рис. 4 представлена балансова схема використання нафтопродуктів на великому російському підшипниковому заводі. Як випливає з наведеної схеми, денной схеми, частина нафтопродуктів (індустріальні масла) на регенерацію. Інша частина разом зі стічними водами потрапляє на очисні споруди, де виділяється в окрему фазу і потім використовується повторно.
Відпрацьоване масло збирають з грязьових баків-накопичувачів відпрацьованих промсто-ков 1 маслозбірні пристроєм 2 і перекачують у бак-відстійник 3 об'ємом 12 м 3, де під дією «глухого» пара нагрівають до температури 90 ° С і відстоюють протягом 30 хв. Відпрацьоване масло під дією температури поділяється на нафтопродукти (масла) і відстій (вода і механічні домішки). Відстій відкачують з бака-відстійника в грязьовий бак-накопичувач відпрацьованих промстоків і скидають на очисні споруди промстоків для знешкодження.
Нафтопродукти направляють у відстійники 4 і 5 об'ємом 1,5 і 5 м; У ці ж відстійники потрапляють відпрацьовані мастила, зібрані в цехах підприємства, з ємності для накопичення відпрацьованих масел 6. У відстійниках масла нагрівають до температури 90 = С, перемішують стисненим повітрям протягом 10 хв і відстоюють протягом 30 хв. Відстояну воду і шлам зливають в грязьовий бак-накопичувач. Цикл повторюється 10 разів. Підготовлені таким чином нафтопродукти пропускають через фільтр-прес і потім зливають в ємність для збору готових нафтопродуктів 7 обсягом 10 м 3.
Регенерація відпрацьованих індустріальних масел другої підгрупи здійснюється наступним чином.
У бак приготування розчину коагулянту обсягом 0,3 м березні 1910 закачують гарячу воду температурою 80 ° С і 90 кг сухого коагулянту (метасилікат натрію) і перемішують стисненим повітрям до повного розчинення коагулянту. Після того як розчин коагулянту готовий, в бак-реактор 12 закачують з ємності 8 відпрацьоване масло. За допомогою «глухого» пара масло нагрівається до температури 85 - 90 ° С, що контролюється термометром 9 при постійному перемішуванні стисненим повітрям. При досягненні заданої температури повітряні і парові засувки закриваються, забезпечуючи циркуляцію масла в баку-реакторі за допомогою насоса 13. Через 2 - 3 хв в бак-реактор подають 30 л розчину коагулянту. Після цього насос вимикають і перемішують вміст бака-реактора стисненим повітрям протягом 30 хв. Потім подачу стисненого повітря припиняють. Вміст бака-реактора відстоюють протягом 6 годин при повному спокої (доступу повітря в бак-реактор бути не повинно), Потім осад зливають з бака-реактора.
Доочистку вмісту бака-реактора проводять на стенді СОГ-913К 11. При цьому температура масла в баку-реакторі повинна бути не нижче 60 ° С. Доочистку проводять протягом 1 год 15 хв. Доочищені таким чином нафтопродукти нагрівають в баку-реакторі до температури 120 ° С при постійному перемішуванні стисненим повітрям. Потім вміст бака-реактора перемішують з 75-85 кг порошкоподібного адсорбенту (зікеевской землі). Для кращого перемішування перекачують вміст з бака-реактора в бак-реактор за допомогою насоса 13 в протягом 30 хв.
Поділ масла і адсорбенту здійснюють за допомогою шнекової центрифуги ОГШ-312К-06 14. Чисте масло надходить у проміжну ємність 15, а промаслений осад у пересувну ємність 16 і виводиться в шламонакопичувач. Масло фільтрується на фільтрах тонкого очищення Фосн-60 17 і збирається в ємність готової продукції 18. Регенероване за наведеною технології олія має темно-коричневий колір, кінематичну в'язкість при 40 ° С 15 - 35 мм: / с і температуру спалаху не нижче 160 ° С. Вміст механічних домішок у маслі не більше 0,04%, кислотне число мг КОН на 1 г масла дорівнює 1,0 - 1,5.
Нефтесодержащие відходи (нафтовідходів) в очисних спорудах утворюються в результаті знешкодження емульсійних і маслосодержащих стічних вод і включають відпрацьовані мастила другої підгрупи, продукти хімічної взаємодії органічних речовин з кислотами, лугами і розчинами солей, кислоти, солі, підстави та їх розчини [5]. Підготовка нафтовідходів до вторинного використання включає такі процеси: хімічне руйнування емульсій нафтовідходів, концентрування органічних речовин на поверхні коагулянту, збір і накопичення адсорбенту, хімічне руйнування адсорбенту, термічне руйнування складних емульсій, екстрагування водо-маслорастворімих органічних речовин водо-нерозчинними маслами. Дані процеси здійснюються за принципом протитечії і рециркуляції по паралельно-послідовною схемою при температурі 20 - 90 ° С.
Для нагрівання речовин використовують теплоту хімічних реакцій і «глухий» пару з температурою 185 ° С і тиском 5 - 6 атм.
Підготовка нафтовідходів очисних споруд здійснюється на установці циклічної дії (рис. 6). Установка включає три бака 3 - 5 загальним обсягом 35 м 3, у яких нагріваються нафтовідходів [5].
Зібрані за допомогою нефтеловушек нафтовідходів самопливом надходять у підземну ємність 1.
Після відстоювання підземної ємності 1 протягом 1 - 3 год (залежно від ступеня наповнення наземної ємності) зібрані нафтовідходів перекачуються насосом в наземну ємність 2. Видалення відстояної води і осаду з ємкості 1 здійснюється насосом.
У ємності 2 нафтопродукти нагрівають за допомогою «глухого» пари протягом 40 хв. Після видалення виділилися під дією тепла механічних домішок та води в секцію IV нефтеловушки нафтовідходів з наземної ємності 2 перекачуються насосом у бак 4.
Бак 3 заповнюється частково підготовленими нафтовідходів, виділеними при знешкодженні емульсійних стічних вод і маслогрязі з ємностей-накопичувачів 13 і 14.
Після відстоювання нафтовідходів в запасному баку-реакторі потрапляють у кишені баків-реакторів 7-9 і звідти перекачуються насосом у бак 3.
У баку 3 під дією «глухого пара» нафтовідходів нагріваються до температури 90 ° С. У результаті нагрівання і відстоювання вони поділяються на верхній шар (спливли нафтопродукти) і нижній (вода і механічні домішки).
Нафтопродукти з бака 3 потрапляють самопливом в бак 4.
Воду і механічні домішки перекачують насосом в баки-реактори 7-9.
У баку 4 здійснюється заключний етап підготовки нафтовідходів, а також відбувається екстрагування водо-нерозчинними нафтопродуктами водо-маслорастворімих нафтовідходів з емульсії і нерозчинних механічних домішок. Час екстрагування складає 1,5-2 години.
Так як в бак 4 надходять нафтовідходів, нагріті до температури
90 ° С, «глухий пар» використовується тільки для компенсації втрат теплоти у навколишнє середовище. Готові нафтопродукти видаляються самопливом через відкриту засувку в бак 5 до повного заповнення останнього. Бак 5 підігрівають лише в зимовий час для запобігання замерзання або загусання нафтопродуктів.
Готові нафтопродукти перекачуються в бак-реактор 6. Механічні домішки і воду з бака-реактора видаляють в бак 3 за допомогою насоса разом з невеликим обсягом нафтовідходів на рециркуляцію.
Підготовлені нафтовідходів задовольняють технічним вимогам, перекачуються насосом в ємності-накопичувачі 10 - 12 і реалізуються стороннім організаціям.
Відповідно до законів Російської Федерації «Про охорону навколишнього природного середовища», «Про санітарно-епідеміологічне благополуччя населення», «Про відходи виробництва та споживання». Постанови Уряду РФ № 613 від 21.08.2000 р. «Про невідкладні заходи щодо попередження та ліквідації аварійних розливів нафти і нафтопродуктів», з метою захисту населення і навколишнього середовища від їх шкідливого впливу передбачена розробка низки заходів, спрямованих на підтримання у стані постійної готовності організацій до ліквідації наслідків нефтезагрязнений. Тому особливе місце в прийнятих програмах запобігання забруднення навколишнього середовища нафтових компаній, підприємств ПЕК, залізничного транспорту та підприємств різних галузей промисловості та процесів агропереробного комплексу приділяється питанням ліквідації наслідків нафтових забруднень [2]. Основними напрямками цих заходів є:
• розробка та впровадження сучасних технологій переробки та утилізації нефтемаслоотходов і використання продуктів утилізації в економіці регіонів;
• створення спеціалізованих підприємств з переробки, утилізації нефтемаслоотходов та ліквідації вогнищ забруднення;
• ліквідація наслідків забруднення грунтів і підземних вод нефтемаслоотходамі, відновлення і збереження стійкої екологічної обстановки на забруднених територіях. Особливу увагу при цьому повинна приділятися ліквідації локальних забруднень та утилізації нефтемаслоотходов, що зберігаються на території підприємств.
Комплексна система передбачає створення мережі спеціалізованих стаціонарних полігонів (майданчиків) з перевалки, зберігання та переробки нафтовмісних відходів, а також системи обліку об'єктів, що утворюють і накопичують нефтесодержащие відходи.
Обгрунтування економічної доцільності створення і реалізації комплексної системи збору, переробки та утилізації нефтесодержащих відходів виконано в 2001 р. на основі аналізу проведених розрахунків. Відповідно до зазначених розрахунками при вивезенні нафтовмісних відходів на полігон (майданчик) підприємство-природопользователь повинно відшкодувати вартість приймання, переробки та утилізації відходів, що становить 3 - 5 тис. руб. за 1 м 3 в залежності від виду нафтопродукту. Наприклад, вартість переробки 100 м 3 таких відходів складе 300 - 500 тис. руб., А у разі невивезення відходів або забруднених в результаті аварійного розливу нафти і нафтопродуктів грунтів і грунтів розмір відшкодування збитків тільки від забруднення територій несанкціонованим сміттєзвалищем, а також витрати на проведення повного обсягу робіт з очищення та рекультивації забруднених при цьому земель складуть близько 36 млн. руб.
В економічному плані реалізація комплексної системи збору, переробки та утилізації нефтесодержащих відходів дозволяє істотно зменшити відрахування природокористувачів за розміщення відходів і витрати на проведення робіт з очищення та реабілітації забруднених земель, знизити витрати на транспортування відходів.
Література
1. Журнал «Екологія і промисловість Росії». травень, 2002, с. 7-9, 20-23
2. Журнал «Екологія і промисловість Росії». березень, 2003, с. 20-22
3. Журнал «Екологія і промисловість Росії». липень, 2002, с. 17-18
4. Журнал «Екологія і промисловість Росії». жовтень, 2001, с. 13-15
5. Журнал «Екологія і промисловість Росії». лютий, 2002, с. 8-11
Свіжий кислий гудрон (поточної виробітку), що містить сірчану кислоту, дуже нестабільний продукт. У процесі зберігання в ньому протікають реакції сульфування, полімеризації, поліконденсації і ін Кислі гудрони у ставках-накопичувачах за своїм хімічним складом значно відрізняються від кислих гудронів поточної виробітку. Крім того, внаслідок вимивання кислоти атмосферними та грунтовими водами кислотне число гудрону в ставку-накопичувачі значно нижче, ніж свіжого.
У процесі зберігання через впливу атмосферних опадів (сніг, дощ) вміст ставків-накопичувачів поділяється на три шари:
• верхній - кисле масло (легка масляна частина кислого нафтопродукту);
• середній - кисла вода, що складається з атмосферних опадів і сірчаної кислоти;
• нижній - донний кислий гудрон в пасти і концентрована сірчана кислота.
Фізико-хімічні характеристики шарів різні і визначаються глибиною відбору проб (табл. 3).
У ЯГТУ розроблено спосіб отримання дорожнього бітуму на основі верхнього шару ставкового кислого гудрону. Для гудрону глибинних шарів поки що не запропоновано практично доцільною технології.
З таблиці. 4 видно, що в нижніх шарах відбувається деяке осмо-ня продукту, в оліях з'являються більш високомолекулярні з'єднання.
Таблиця 3. Фізико-хімічні характеристики кислого гудрону
| Характеристика | Свіжий гудрон | Гудрон зі ставка-накопичувача | |||
| Верхній шар | 0,5 м | 2,5 м | 3-3,5 м | ||
| Зміст речовин,% за масою: | |||||
| вільної сірчаної кислоти | 40-52 | 0,016-0,036 | 0,22 | 3-7 | 3-3,5 |
| органічної маси з мінеральними маслами | 37,5-45 | 75-86,9 | 54 | 42 | 41-51,3 |
| мінеральних масел | 12,8-15 | 64-76,3 | 45 | 20 | 20-26 |
| Води | 8 | 11 | 40 | 28 | 18-20 |
| Смол | - | 9,4-14,8 | 9 | 22 | 21-25,5 |
| Золи | 0,076 | 0,6-1,26 | 0,47 | 5,9 | 7-10 |
| водорозчинних сполук | - | - | - | - | 1,6-6 |
| Щільність, г / см 3 | 1,16-1,43 | 0,9-0,98 | 0,9-0,98 | 1-1,05 | 1,05-1,2 |
| В'язкість, В10/60, з | - | 5 | 8 | 20 | 32 |
Технологічний процес переробки цих кислих гудронів включає наступні стадії.
1. Нейтралізація. Вона відбувається в результаті взаємодії кислих продуктів (вільна сірчана кислота, сульфокислота, асфальтогенние кислоти) з гідроксидом кальцію за звичайним механізмом з отриманням сульфату кальцію і води в якості кінцевих продуктів. Температура реакційної маси зростає до 80 ° С при атмосферному тиску і перемішуванні.
Нейтралізація глибинних проб кислих гудронів відбувається аналогічно нейтралізації кислих гудронів верхніх шарів, при цьому повна нейтралізація відбувається повільніше (зазвичай за 3 год замість 1,5-2 год). Слід зазначити, що при проведенні нейтралізації глибинних кислих гудронів спостерігається більш інтенсивне піноутворення, процес супроводжується більш значним виділенням теплоти. Все це викликає необхідність ведення процесу із застосуванням піногасників, що дозволяють зменшити або навіть повністю виключити піноутворення. Подібні відмінності обумовлені більш високою кислотністю глибинних проб.
2. Окислення киснем повітря. Окислення
Істотних відмінностей процесів окислення глибинних проб та проб верхніх шарів не виявлено. Слід зазначити, що глибинні кислі гудрони (3 - 3.5 м) окислюються з більшою швидкістю, що можна пояснити великим вмістом в них високомолекулярних сірчистих сполук у порівнянні з кислими гудронами верхніх шарів, Таким чином, процес обробки кислих гудронів нижніх шарів лише незначно відрізняється від процесу переробки гудронів верхніх шарів. Змінюючи час окислення, можна, отримати бітуми з характеристиками, відповідними характеристиками будівельного і покрівельного бітумів (табл. 5). Після оптимізації технологічних параметрів їх можна використовувати для виробництва м'якої покрівлі і гідроізоляційних матеріалів.
Бітуми з кислих гудронів мають наступний склад,% за масою: 17 - 27 смол; 12 - 22 асфальтів; 56 - 60 олій (з них 46 - 52 парафінонафтенових вуглеводнів; 1,6 - 4.8 моноциклических ароматичних; 1,4 - 2,3 бициклических ароматичних; 1,1 - 7,2 поліциклічних ароматичних).
У зв'язку з різноманітністю нафто-і маслошламов області їх застосування не обмежуються описаними нижче.
Таблиця 5. Основні характеристики бітумів
| Характеристика | З кислих гудронів | Будівельні ГОСТ 5617-76 | Покрівельні ГОСТ 9548-74 |
| Глибина проникнення голки при температурі 25 ° С, мм, не менше | 4,2-13,8 | 2,1-4,0 | 14-20 |
| Температура розм'якшення по кільцю і кулі, ° С | 72-85 | 70-90 | 40-90 |
3.3 Переробка та утилізація нефтемаслоотходов із застосуванням обладнання «Інстеб»
Для знешкодження та утилізації нафтопродуктів застосовується спеціальний сорбент, іменований препаратом «Еконафт» (ТУ 2123-002-11085815-94) [10].Препарат «Еконафт» призначений для знешкодження та утилізації як рідких, так і пастоподібних відходів і складається з двох компонентів:
- Негашене вапно за ГОСТ 9179-77 «Вапно будівельна». Вміст у складі препарату до 95%;
- «Модифікатор», ТУ 2123-002-11085815-94. Вміст у складі препарату до 5%.
Препарат готується шляхом змішування компонентів на місці проведення робіт, а також може поставлятися в розфасованому затареному вигляді в поліетиленових, крафтмешках.
Співвідношення відходи - препарат визначається в залежності від вмісту нафтопродуктів у відходах і коливається в співвідношенні 1-1 ... 2 (за об'ємом).
Сутність хімічного знешкодження та утилізації нафтовідходів полягає в наступному: спосіб заснований на властивостях окису мінеральних сорбентів (негашене вапно - СаО, магнію - MgO і хрому - Сr 2 О 3) при гасінні збільшувати питому поверхню в 15-30 разів і тим самим перетворюватися в об'ємне в'язка речовина з високою абсорбційної здатністю для високомолекулярних речовин і, зокрема, для вуглеводнів нафти. Процес гасіння супроводжується виділенням великої кількості тепла:
СаО + Н 2 О ® Са (ОН) 2 + 1164 кДж / кг СаО
в результаті чого і відбувається різке збільшення питомої поверхні. Однак гашене вапно змочується водою, що призводить до різкого скорочення або усунення її абсорбційній здатності. Для додання гідрофобізуючих властивостей у процесі гасіння вводять спеціальні речовини-модифікатори [9].
До складу препарату «Еконафт» введено модифікатор - повний ефір гліцерину та вищих жирних кислот - тригліцериди. При змішуванні з вапном гліцерид утворює з поверхнею мінерального сорбенту міцну хімічний зв'язок, що призводить до утворення нового з'єднання - тригліцериду кальцію та активації поверхні для подальшого гідрофобної взаємодії з вуглеводнями нафти (таблиця 6). Процес солеутворення протікає практично повністю. Отримувані солі і надають гідрофобність і міцність гранул продукту реакції препарату з вуглеводнями.
Таким чином, сутність хімічного способу знешкодження нефтемаслоотходов полягає в тому, що нефтемаслоотходи обробляються негашеним вапном з добавкою модифікатора шляхом перемішування. При цьому оксид лужноземельного металу утворює з водою гідроксид, в результаті чого нафтопродукти рівномірно їм адсорбуються з отриманням сухого, стійкого при зберіганні порошкоподібної речовини, що складається з найдрібніших гранул, які надають за хімічним складом найдрібніші частинки знешкоджених нефтемаслоотходов, укладені в вапняні оболонки - капсули, які рівномірно розподілені в масі продукту.
Порошок мінеральний «ПУН», відповідно до ТУ і рекомендаціями РосдорНІІ, може застосовуватися в якості добавки або складової частини у виробництві наступних матеріалів і конструкцій:
- Асфальтобетонні суміші II-III марки за ГОСТ 9128 для автомобільних доріг не вище II технічної категорії;
- Конструктивні елементи автодоріг: теплоізоляційні, гідропреривающіе і додаткові шари земляного полотна автомобільних доріг за СН 25-74 т. 5 і СНіП 2.05.02. - 85. так само для влаштування майданчиків для стоянок техніки та будівництва внутріплощадних доріг, будівельного матеріалу для очисних споруд, «поямочного» ремонту доріг, та ін [9].
- Порошок мінеральний «ПУН» також застосовується для профілювання поверхні полігонів твердих побутових відходів.
Виробництво робіт з утилізації відходів (рис. 3) включає в себе три етапи робіт:
А. Прийом і розміщення нафтовідходів і компонентів препарату «Еконафт» у прийомні ємності.
Б. Подача нафтовідходів і препарату «Еконафт» на змішувальне обладнання.
В. Вивантаження порошку «ПУН», його складування і відвантаження споживачеві.
Доставляються автотранспортом пастоподібні нефтемаслоотходи, нафтошлами і забруднені грунти перевантажуються у сховищі нафтошламу В. Рідкі нафтовідходів завантажуються в сховище С. Негашене вапно самоскидами перевантажується в сховище сповістивши.
Б. Подача нафтовідходів та препарату на змішувальне обладнання
Негашене вапно зі сховища (ємності) А грейфером подається в бункер-дозатор вапна, звідки скіповим підйомником завантажується в приймальний бункер працюючого змішувача і шнеком розподіляється по всій довжині змішувача. Пастоподібні відходи зі сховища У грейфером завантажуються в бункер-дозатор відходів, звідки скіповим підйомником завантажуються у приймальний бункер працюючого змішувача і перемішуються з негашеним вапном по всій довжині змішувача. Подача рідких відходів зі сховища З виробляється насосом-дозатором безпосередньо до приймальної ємність працюючого змішувача і перемішуються з негашеним вапном по всій довжині змішувача. Після перемішування нафтовідходів з препаратом по трубопроводу всередині змішувача подається вода для виробництва гасіння вапна. Під час активного перемішування (гасіння вапна) відбуваються процеси нейтралізації і грануляції знешкоджених нафтовідходів з виділенням великої кількості тепла і пара згідно хімічним реакціям, описаним вище. Процес активного перемішування відбувається протягом 15-20 хвилин (залежно від активності вапна), і його закінчення визначається візуально по припиненню паровиделенія.
В. Вивантаження продукту утилізації, його складування і відвантаження споживачам
Готовий порошок «ПУН» через вікно вивантаження змішувача вивантажується на транспортер і подається в бункер-накопичувач об'ємом 45 м 3, з якого перевантажується в автосамоскиди і відправляється споживачу.
3.4 Регенерація відпрацьованих індустріальних масел
На підприємствах металлобработки та машинобудування широко застосовують мастильно-охолодні рідини (МОР) на водній і органічної основи, а також індустріальні масла.При експлуатації вони втрачають свої функціональні та експлуатаційні властивості і їх необхідно утилізувати. Такі відходи нафтопродуктів діляться на дві групи.
Першу групу складають відпрацьовані індустріальні масла, які можна регенерувати й очищати. Цю групу відповідно до існуючого способом регенерації та очищення складають дві підгрупи рідин.
До першої підгрупи відносяться відпрацьовані мастила, використовувані на ремонтно-експлуатаційні потреби: ІДП-30, ІГП-18; І-40А, І-20А, І-8А, І-Л-С-10; Антикор 611/36; олії з грязьових баків-накопичувачів промстоків, олії з циркуляційних установок подачі МОР на основі імпортних концентратів.
До другої підгрупи відносяться відпрацьовані мастила: І-20А після полірування; нафтопродукти, зібрані після руйнування емульсій; МР-11 і МР-11 / 1; МР-11 ПАВЕКС; гартівні масла; РЖ-8; масло І-Т-Д-220 .
Другу групу становлять суміші відпрацьованих нафтопродуктів, які необхідно переробляти на нафтопереробних підприємствах. До таких нафтопродуктах відноситься гас, бензин, паливо дизельне, уайт-спірит [10].
На рис. 4 представлена балансова схема використання нафтопродуктів на великому російському підшипниковому заводі. Як випливає з наведеної схеми, денной схеми, частина нафтопродуктів (індустріальні масла) на регенерацію. Інша частина разом зі стічними водами потрапляє на очисні споруди, де виділяється в окрему фазу і потім використовується повторно.
Відпрацьоване масло збирають з грязьових баків-накопичувачів відпрацьованих промсто-ков 1 маслозбірні пристроєм 2 і перекачують у бак-відстійник 3 об'ємом 12 м 3, де під дією «глухого» пара нагрівають до температури 90 ° С і відстоюють протягом 30 хв. Відпрацьоване масло під дією температури поділяється на нафтопродукти (масла) і відстій (вода і механічні домішки). Відстій відкачують з бака-відстійника в грязьовий бак-накопичувач відпрацьованих промстоків і скидають на очисні споруди промстоків для знешкодження.
Нафтопродукти направляють у відстійники 4 і 5 об'ємом 1,5 і 5 м; У ці ж відстійники потрапляють відпрацьовані мастила, зібрані в цехах підприємства, з ємності для накопичення відпрацьованих масел 6. У відстійниках масла нагрівають до температури 90 = С, перемішують стисненим повітрям протягом 10 хв і відстоюють протягом 30 хв. Відстояну воду і шлам зливають в грязьовий бак-накопичувач. Цикл повторюється 10 разів. Підготовлені таким чином нафтопродукти пропускають через фільтр-прес і потім зливають в ємність для збору готових нафтопродуктів 7 обсягом 10 м 3.
Регенерація відпрацьованих індустріальних масел другої підгрупи здійснюється наступним чином.
У бак приготування розчину коагулянту обсягом 0,3 м березні 1910 закачують гарячу воду температурою 80 ° С і
Доочистку вмісту бака-реактора проводять на стенді СОГ-913К 11. При цьому температура масла в баку-реакторі повинна бути не нижче 60 ° С. Доочистку проводять протягом 1 год 15 хв. Доочищені таким чином нафтопродукти нагрівають в баку-реакторі до температури 120 ° С при постійному перемішуванні стисненим повітрям. Потім вміст бака-реактора перемішують з 75-85 кг порошкоподібного адсорбенту (зікеевской землі). Для кращого перемішування перекачують вміст з бака-реактора в бак-реактор за допомогою насоса 13 в протягом 30 хв.
Поділ масла і адсорбенту здійснюють за допомогою шнекової центрифуги ОГШ-312К-06 14. Чисте масло надходить у проміжну ємність 15, а промаслений осад у пересувну ємність 16 і виводиться в шламонакопичувач. Масло фільтрується на фільтрах тонкого очищення Фосн-60 17 і збирається в ємність готової продукції 18. Регенероване за наведеною технології олія має темно-коричневий колір, кінематичну в'язкість при 40 ° С 15 - 35 мм: / с і температуру спалаху не нижче 160 ° С. Вміст механічних домішок у маслі не більше 0,04%, кислотне число мг КОН на
Нефтесодержащие відходи (нафтовідходів) в очисних спорудах утворюються в результаті знешкодження емульсійних і маслосодержащих стічних вод і включають відпрацьовані мастила другої підгрупи, продукти хімічної взаємодії органічних речовин з кислотами, лугами і розчинами солей, кислоти, солі, підстави та їх розчини [5]. Підготовка нафтовідходів до вторинного використання включає такі процеси: хімічне руйнування емульсій нафтовідходів, концентрування органічних речовин на поверхні коагулянту, збір і накопичення адсорбенту, хімічне руйнування адсорбенту, термічне руйнування складних емульсій, екстрагування водо-маслорастворімих органічних речовин водо-нерозчинними маслами. Дані процеси здійснюються за принципом протитечії і рециркуляції по паралельно-послідовною схемою при температурі 20 - 90 ° С.
Для нагрівання речовин використовують теплоту хімічних реакцій і «глухий» пару з температурою 185 ° С і тиском 5 - 6 атм.
Підготовка нафтовідходів очисних споруд здійснюється на установці циклічної дії (рис. 6). Установка включає три бака 3 - 5 загальним обсягом 35 м 3, у яких нагріваються нафтовідходів [5].
Зібрані за допомогою нефтеловушек нафтовідходів самопливом надходять у підземну ємність 1.
Після відстоювання підземної ємності 1 протягом 1 - 3 год (залежно від ступеня наповнення наземної ємності) зібрані нафтовідходів перекачуються насосом в наземну ємність 2. Видалення відстояної води і осаду з ємкості 1 здійснюється насосом.
У ємності 2 нафтопродукти нагрівають за допомогою «глухого» пари протягом 40 хв. Після видалення виділилися під дією тепла механічних домішок та води в секцію IV нефтеловушки нафтовідходів з наземної ємності 2 перекачуються насосом у бак 4.
Бак 3 заповнюється частково підготовленими нафтовідходів, виділеними при знешкодженні емульсійних стічних вод і маслогрязі з ємностей-накопичувачів 13 і 14.
Після відстоювання нафтовідходів в запасному баку-реакторі потрапляють у кишені баків-реакторів 7-9 і звідти перекачуються насосом у бак 3.
У баку 3 під дією «глухого пара» нафтовідходів нагріваються до температури 90 ° С. У результаті нагрівання і відстоювання вони поділяються на верхній шар (спливли нафтопродукти) і нижній (вода і механічні домішки).
Нафтопродукти з бака 3 потрапляють самопливом в бак 4.
Воду і механічні домішки перекачують насосом в баки-реактори 7-9.
У баку 4 здійснюється заключний етап підготовки нафтовідходів, а також відбувається екстрагування водо-нерозчинними нафтопродуктами водо-маслорастворімих нафтовідходів з емульсії і нерозчинних механічних домішок. Час екстрагування складає 1,5-2 години.
Так як в бак 4 надходять нафтовідходів, нагріті до температури
90 ° С, «глухий пар» використовується тільки для компенсації втрат теплоти у навколишнє середовище. Готові нафтопродукти видаляються самопливом через відкриту засувку в бак 5 до повного заповнення останнього. Бак 5 підігрівають лише в зимовий час для запобігання замерзання або загусання нафтопродуктів.
Готові нафтопродукти перекачуються в бак-реактор 6. Механічні домішки і воду з бака-реактора видаляють в бак 3 за допомогою насоса разом з невеликим обсягом нафтовідходів на рециркуляцію.
Підготовлені нафтовідходів задовольняють технічним вимогам, перекачуються насосом в ємності-накопичувачі 10 - 12 і реалізуються стороннім організаціям.
Висновок
Очищення територій від забруднених нафтою та нафтопродуктами грунтів і водних поверхонь у районах нафтовидобутку і її транспорту є виключно серйозною екологічною проблемою, актуальність якої не викликає ніяких сумнівів. Так, наприклад, лише в республіці Комі існує 358 озер, повністю забруднених нафтою, а територія її розливу перевищує площу більше ніж в 450 кв. кілометрів. Останнім часом все більша увага приділяється методам мікробіологічної утилізації нафти з застосуванням сорбентів, які мають щодо неї високою сорбційною ємністю.Відповідно до законів Російської Федерації «Про охорону навколишнього природного середовища», «Про санітарно-епідеміологічне благополуччя населення», «Про відходи виробництва та споживання». Постанови Уряду РФ № 613 від 21.08.2000 р. «Про невідкладні заходи щодо попередження та ліквідації аварійних розливів нафти і нафтопродуктів», з метою захисту населення і навколишнього середовища від їх шкідливого впливу передбачена розробка низки заходів, спрямованих на підтримання у стані постійної готовності організацій до ліквідації наслідків нефтезагрязнений. Тому особливе місце в прийнятих програмах запобігання забруднення навколишнього середовища нафтових компаній, підприємств ПЕК, залізничного транспорту та підприємств різних галузей промисловості та процесів агропереробного комплексу приділяється питанням ліквідації наслідків нафтових забруднень [2]. Основними напрямками цих заходів є:
• розробка та впровадження сучасних технологій переробки та утилізації нефтемаслоотходов і використання продуктів утилізації в економіці регіонів;
• створення спеціалізованих підприємств з переробки, утилізації нефтемаслоотходов та ліквідації вогнищ забруднення;
• ліквідація наслідків забруднення грунтів і підземних вод нефтемаслоотходамі, відновлення і збереження стійкої екологічної обстановки на забруднених територіях. Особливу увагу при цьому повинна приділятися ліквідації локальних забруднень та утилізації нефтемаслоотходов, що зберігаються на території підприємств.
Комплексна система передбачає створення мережі спеціалізованих стаціонарних полігонів (майданчиків) з перевалки, зберігання та переробки нафтовмісних відходів, а також системи обліку об'єктів, що утворюють і накопичують нефтесодержащие відходи.
Обгрунтування економічної доцільності створення і реалізації комплексної системи збору, переробки та утилізації нефтесодержащих відходів виконано в 2001 р. на основі аналізу проведених розрахунків. Відповідно до зазначених розрахунками при вивезенні нафтовмісних відходів на полігон (майданчик) підприємство-природопользователь повинно відшкодувати вартість приймання, переробки та утилізації відходів, що становить 3 - 5 тис. руб. за 1 м 3 в залежності від виду нафтопродукту. Наприклад, вартість переробки 100 м 3 таких відходів складе 300 - 500 тис. руб., А у разі невивезення відходів або забруднених в результаті аварійного розливу нафти і нафтопродуктів грунтів і грунтів розмір відшкодування збитків тільки від забруднення територій несанкціонованим сміттєзвалищем, а також витрати на проведення повного обсягу робіт з очищення та рекультивації забруднених при цьому земель складуть близько 36 млн. руб.
В економічному плані реалізація комплексної системи збору, переробки та утилізації нефтесодержащих відходів дозволяє істотно зменшити відрахування природокористувачів за розміщення відходів і витрати на проведення робіт з очищення та реабілітації забруднених земель, знизити витрати на транспортування відходів.
Література
1. Журнал «Екологія і промисловість Росії». травень, 2002, с. 7-9, 20-23
2. Журнал «Екологія і промисловість Росії». березень, 2003, с. 20-22
3. Журнал «Екологія і промисловість Росії». липень, 2002, с. 17-18
4. Журнал «Екологія і промисловість Росії». жовтень, 2001, с. 13-15
5. Журнал «Екологія і промисловість Росії». лютий, 2002, с. 8-11