Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
- Техническое обслуживание системы видеонаблюдения argus.org.ru.
-

О.А. Федяева
Промышленная экология
Конспект лекций. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. - 145 c.

Предыдущая

Глава 5. Экологическая характеристика производств

5.1. Экологическая характеристика нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств

5.1.3. Переработка отходов нефтепереработки и нефтехимии

К числу твёрдых отходов на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности относятся различные химические продукты, адсорбенты, не подлежащие регенерации, зола и твёрдые продукты, получающиеся при термической обработке сточных вод, различные осадки, смолы и уловленные пыли при очистке выбросов и др. Самая простая утилизация этих отходов, если это допустимо, - уничтожение сжиганием в печах различных типов. Образовавшуюся золу и шлак иногда можно использовать в качестве наполнителя в производстве стройматериалов, реже в качестве удобрения, ещё реже как сырьё для выделения определённых компонентов. При невозможности использования золу и шлак направляют на хранение в отвалы, туда же попадают негорючие неиспользуемые твёрдые отходы производства.

В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности одним из основных твердофазных отходов являются кислые гудроны, образующиеся в процессах сернокислотной очистки ряда нефтепродуктов (масел, парафинов, керосино-газойлевых фракций и др.) и при производстве с присадок, синтетических моющих средств, флотореагентов. Кислые гудроны представляют собой смолообразные высоковязкие массы различной степени подвижности, содержащие в основном серную кислоту, воду и разнообразные органические вещества. Содержание органических веществ находится в пределах от 10 до 93%.

Объемы кислых гудронов весьма значительны. Их выход в масштабах СССР оценивался примерно в 300 тыс. т/год. Степень использования этих отходов не превышает 25%, что приводит к сосредоточению весьма значительных их масс в заводских прудах-накопителях (амбарах).

По содержанию основных веществ кислые гудроны обычно разделяют на два вида: с большим содержанием кислоты (≥ 50 % моногидрата) и с высоким содержанием органической массы (≥ 50 %). Состав кислых гудронов определяет возможные направления их использования. Они могут быть переработаны в сульфат аммония, использованы в виде топлива (непосредственно или после отмывки содержащейся в них кислоты) или в качестве реагента для очистки нефтепродуктов. Однако сложность технологии сульфата аммония на базе кислых гудронов и ограниченность его сбыта, а также необходимость больших затрат на очистку отходящих газов и жидких отходов при использовании кислых гудронов соответственно в качестве топлива и агента очистки нефтепродуктов являются существенными препятствиями для широкой промышленной реализации этих процессов.

Более перспективной является переработка кислых гудронов с целью получения диоксида серы, высокосернистых коксов, битумов и некоторых других продуктов. Так, при переработке кислых гудронов в диоксид серы с целью получения серной кислоты к ним обычно добавляют жидкие производственные отходы - растворы отработанной серной кислоты, выход которых в СССР составлял более 350 тыс. т/год. Получаемую смесь легче транспортировать и распылять форсунками. Термическое расщепление смеси кислых гудронов и отработанной серной кислоты проводят в печах сжигания при 800 1200 0С. В этих условиях происходит образование диоксида серы и полное сжигание органических веществ. За рубежом по этому принципу функционирует ряд установок производительностью 700 - 850 т/сут 98-99 %-ной серной кислоты или олеума. Работают такие установки и в нашей стране.

Органическая часть кислых гудронов включает различные сернистые соединения, смолы, твердые асфальтообразные вещества - асфальтены, карбены, карбоиды и другие компоненты, что позволяет перерабатывать их в битумы, широко используемые в качестве дорожно-строительных материалов. При нагревании кислых гудронов присутствующие в их составе сульфосоединения и свободная серная кислота расщепляются и, окисляя органическую часть, вызывают уплотнение массы с образованием гетерогенной смеси с высоким содержанием карбоидов. С целью получения гомогенной битумной массы переработку кислых гудронов ведут в смеси с прямогонными гудронами (смолистые массы, получающиеся после отгона из нефтей топливных и масляных фракций); при этом реакции уплотнения (за счет уменьшения концентрации окислителя и свободных радикалов от разложения сернистых соединений) идут менее глубоко с образованием смол и асфальтенов.

Способность кислых гудронов легко разлагаться при температуре 160 - 350 0С c образованием диоксида серы и высокосернистого кокса широко используют в промышленности для получения этих продуктов. Принципиально переработка кислых гудронов по этому направлению может осуществляться как с получением высокосернистого кокса и богатого по SО2 газа (для предприятий, имеющих необходимые мощности по переработке последнего), так и с получением преимущественно высокосернистого кокса.

Наибольшее распространение в промышленности нашли установки низкотемпературного разложения кислых гудронов на коксовом теплоносителе. Наряду с кислыми гудронами на таких установках можно разлагать и растворы отработанной серной кислоты при условии их предварительного смешивания с богатыми по содержанию органических веществ кислыми гудронами или нефтяными остатками.

Высокосернистый нефтяной кокс может быть использован в ряде пирометаллургических процессов цветной металлургии в качестве сульфидирующего (вместо специально добываемых серосодержащих веществ - пирита, гипса и т. п.) и восстановительного агента, в некоторых производствах химической промышленности (для получения Na2S, СS2) и в других целях. Промышленная реализация процессов получения высокосернистых нефтяных коксов на базе кислых гудронов начинается и в нашей стране. Проводятся исследования по сепарации кислых гудронов (экстракцией, адсорбцией) с целью раздельного использования кислотной и органической частей этих многотоннажных отходов.

Трудности, связанные с утилизацией кислых гудронов, привели к реализации в нефтеперерабатывающей промышленности отдельных элементов и принципов безотходной технологии. Широко внедряются, в частности, более прогрессивные способы очистки нефтепродуктов - экстракция (очистка селективными растворителями), гидрообессеривание, адсорбция.

Твердые примеси, присутствующие в перерабатываемых и вспомогательных материалах на заводах нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, и ряд других веществ приводят к образованию такого распространенного вида отходов, как нефтяные шламы. Выход их составляет около 7 кг на 1 т перерабатываемой нефти, что приводит к скоплению огромных масс этих отходов в земляных амбарах нефтеперерабатывающих заводов. Такие шламы представляют собой тяжелые нефтяные остатки, содержащие в сред нем 10-56 % нефтепродуктов, 30-85 % воды и 1,3-46 % твердых примесей. При хранении в шламонакопителях (амбарах) такие отходы расслаиваются с образованием верхнего слоя, в основном состоящего из водной эмульсии нефтепродуктов, среднего слоя, включающего загрязнённую нефтепродуктами и взвешенными частицами воду, и нижнего слоя, около 3/4 которого приходится на влажную твердую фазу, пропитанную нефтепродуктами.

Использование нефтяных шламов возможно по нескольким направлениям. В частности, при обезвоживании и сушке этих отходов возможен их возврат в производство с целью последующей переработки по существующим схемам в целевые продукты. Возможно также использование их как топлива, однако это связано с большими материальными затратами.

В случае использования нефтяных шламов для получения горючего газа вода, равномерно распределенная в нефтепродуктах и тесно с ними связанная, служит активной химической средой: при термической переработке шламов она взаимодействует с топливом более эффективно, чем пар, используемый в подобных процессах. Кроме того, в присутствии воды значительно снижается сажеобразование. Промышленная реализация процесса газификации также требует больших капитальных затрат, что сдерживает его широкое применение.

К нефтяным шламам можно добавлять негашеную известь (5-50 %) и после высушивания получаемой массы в течение 2-20 сут. в естественных условиях использовать ее как наполнитель и для подсыпки при нивелировке поверхности в строительстве, поскольку выщелачиваемость такого материала незначительна.

Самым распространенным способом утилизации и обезвреживания нефтяных шламов является их сжигание в печах различной конструкции (камерных, кипящего слоя, барабанных и др.). Для сжигания таких отходов, содержащих не более 20% твердых примесей, широко используются печи кипящего слоя. При сжигании нефтяных шламов, содержащих до 70% твердых примесей, большое распространение получили вращающиеся печи барабанного типа, позволяющие сжигать отходы различного гранулометрического состава.

Необходимость постоянного расширения ассортимента, качества и выхода нефтепродуктов привела к тому, что уже сегодня 70-75 % всех химических продуктов получают с применением катализаторов. Всё это неизбежно вызывает увеличение объёма отработанных катализаторов, содержащих, как правило, цветные и редкие металлы.

Широкое внедрение различных способов извлечения платиновых металлов сдерживается, в основном, низким выходом металлов и сложностью аппаратурного оформления процесса. Существуют три основные группы таких способов: растворение только носителя, перевод в раствор и металла и носителя и галогенирование с получением летучих соединений металла. Вместе с тем, в последние годы разрабатываются и электролитические способы выделения благородных металлов из отработанных катализаторов.

Предыдущая