Химический способ утилизации нефти

Нефтесодержащие отходы: перечень, способы утилизации, применение

Спрос на внешнем рынке и высокие цены на нефть стимулируют темпы развития добычи и экспорта углеводородов.

Нефтяная промышленность – значительный источник формирования бюджета России.

Но кроме пополнения валютного счета, растут и проблемы нефтяной экологии.

Природа и здоровье людей уже с первых этапов нефтедобычи находятся под угрозой. Загрязнение почв, грунтовых вод и морей нефтепродуктами, аварийные разливы при перемещении добытого сырья, незаконное захоронение нефтяных отходов – все это способно привести к техногенной катастрофе.

Огромное количество побочных продуктов нефтепереработки снижают экономическую эффективность нефтегазовых компаний: требуется отчуждение территорий под хранилища отходов, растут экологические платежи за их размещение.

Неправильное обращение с отходами приводит к пожароопасным ситуациям, административным штрафам, репутационным рискам. Грамотная и своевременная утилизация позволит предупредить финансовые потери.

Определение НСО

Определение нефтесодержащие отходы (НСО) дано ГОСТ Р 56828.43-2018 «НДТ. Утилизация и обезвреживание нефтесодержащих отходов».

Согласно национальному стандарту, к нефтесодержащим относятся отходы, образующиеся при хранении, перевозке, использовании нефти и нефтепродуктов, при зачистке оборудования для хранения нефти, при очистке нефтесодержащих сточных вод.

НСО различаются по составу и физико-химическим свойствам, имеют разные классы опасности по степени негативного воздействия на окружающую среду.

Состав и свойства зависят от происхождения отходов. Основные компоненты НСО – нефтепродукты, вода, смолисто-асфальтеновые вещества, твердые минеральные примеси в виде оксидов металлов, камней, песка, ила. Многие углеводородные отходы содержат большой спектр тяжелых металлов – активных загрязнителей окружающей среды.

Главные риски при обращении с НСО обусловлены их свойствами:

• пожароопасность;
• токсичность для окружающей среды;
• отрицательное воздействие на здоровье человека.

Перечень

Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО) – список отходов, классифицированная и структурированная информация по их видам и классам опасности.

Нефтесодержащие отходы классификатор представляет отдельными группами:

• отходы добычи сырой нефти (конденсат нефтяного газа, пластовая вода с нефтепродуктами, буровые шламы);
• отходы эксплуатации и обслуживания оборудования для транспортировки, хранения и обработки нефти и нефтепродуктов: шлам очистки танков нефтеналивных судов, емкостей и трубопроводов от нефти и нефтепродуктов, подтоварная вода резервуаров хранения нефти;
• отходы при ликвидации и локализации загрязнений нефтью и нефтепродуктами (грунт, растения, боны, сорбенты);
• отходы производства нефтепродуктов (материалов для дорожных покрытий, дизтоплива, керосина, бензина, масел, смазочных материалов), отходы производства нефтяного кокса;
• отходы, образующиеся на локальных очистных сооружениях (ЛОС) при очистке нефтесодержащих вод, в том числе, на ЛОС моек автотранспорта;
• отходы нефтепродуктов, утративших потребительские свойства (минеральных масел, смазок, герметизирующих жидкостей, твердых углеводородов, дизтоплива, авиационного керосина, бензина, мазута), затвердевший гудрон, отходы битума при производстве дорожных работ;
• отходы исследований углеводородов.

На территории РФ ежегодно образуется более 3 млн тонн НСО. Основной вклад вносят:

• нефтедобывающие компании, предприятия нефтегазового комплекса — более 1 млн тонн НСО, нефтешламов, нефтезагрязненных грунтов;
• магистральные нефтепроводы, нефтеперерабатывающие заводы — до 0,7 млн тонн;
• металлургические, машиностроительные заводы, железные дороги, аэропорты, морские порты, сервисные компании — 0,5 млн тонн.

Утилизация и обезвреживание

Термины, характеризующие процессы обращения с НСО:

1. Утилизация: извлечение из отходов нефтепродуктов для производства нефтесодержащей продукции.
2. Обезвреживание: воздействие на отходы для сокращения в их составе доли нефтепродуктов, чтобы снизить класс опасности.

Утилизация НСО считается приоритетной над обезвреживанием.

Специализированные компании используют различные методы переработки НСО:

• механический (физический);
• комбинированный (физико-химический);
• низкотемпературный пиролиз;
• термический;
• химический (инкапсуляция);
• биологический;
• метод компаундирования.

Сейчас в России насчитывается около 60 крупных специализированных предприятий, занимающихся утилизацией и обезвреживанием НСО.

Химический метод

К химическим технологиям относится сорбционный способ: использование гуминовых препаратов для детоксикации отходов. Метод применяется при наличии в отходах тяжелых металлов.

Механический способ

К физическим методам относятся:

• отстаивание;
• фильтрация, используемая при обработке шламов с высокой концентрацией нефтепродуктов;
• термомеханическое разделение на фазы.

Кроме того, практикуется переработка с использованием декантеров и трикантеров. Декантеры используются при обезвоживании сырья: разделении НСО на жидкость и механические примеси.

Трикантеры необходимы для разделения жидкой массы на два компонента: нефтесодержащего и обводненного.

Физико-химические методы утилизации и обезвреживания НСО

Технологии применяются для переработки нефтесодержащих, загрязненных грунтов.

К этой категории относятся:

• экстракция нефтяной фракции НСО с использованием ПАВ (поверхностно-активных веществ);
• электрохимические методы;
• капсулирование.

Биологическое обезвреживание

Принцип технологии основан на использовании биопрепаратов и агротехнических приемов. Биологические способы обработки (биоремедиация и фиторемедиация) воплощаются путем «подселения» к нефтесодержащим отходам микроорганизмов, способных спровоцировать биодеструкцию (разрушение) углеводородной фазы.

Термическое обезвреживание

Это сжигание твердых, пастообразных или жидких горючих отходов, состоящих из органических веществ (нефтешламы, осадки сточных вод, загрязненных нефтепродуктами), для снижения уровня опасности и/или уменьшения объема.

При горении образуются газообразные продукты и твердые частицы, требующие дальнейших утилизации или захоронения.

Термическое обезвреживание на высоких (более 1000 °C) обеспечивает полное разрушение вредных веществ. Технология сжигания НСО в России более распространена, чем низкотемпературный пиролиз.

Технология пиролиза

Метод заключается в необратимом химическом изменении отхода под действием повышенной температуры с выделением горючего пирогаза. Образующийся при этом коксовый остаток обладает высокой плотностью, что значительно уменьшает массу отходов.

Газификация

Газификация — это процесс термообработки отходов окислителем: воздухом, кислородом, водяным паром, углекислым газом или их смесью.

В результате получается генераторный газ и минеральный продукт.

Критерий оптимального выбора технологии утилизации НСО – перечень маркерных загрязняющих веществ в атмосферных выбросах.

Одним из наиболее экологичных методов обезвреживания нефтешламов различной консистенции и состава, буровых растворов и нефтезагрязненных грунтов считается их переработка на инсинераторных установках. Это стационарные и мобильные установки различной производительности с современными системами очистки отходящих газов.

Отходы битума нефтяного

Битум – производное от переработки гудрона, побочного продукта перегонки нефти. Сырье используется в качестве компонента материала для строительства дорог. Нефтяной битум устойчив к нагрузкам, температурным «качелям», воздействию атмосферных осадков и агрессивным реагентам.

Класс опасности битума на ступень ниже, чем у его предшественников: мазута и гудрона. Тем не менее, при ремонте дорожных покрытий утилизация отходов битума неизбежна и необходима.

Углеводороды, входящие в его состав, токсичны для окружающей среды. Захоронение на полигонах запрещается.

Для утилизации битума используют вакуумные установки и высокие температуры. В результате получается газ и кокс.

Обращение с отходами от перегонки нефти

Перегонка нефти – первый этап нефтепереработки, его цель – получение продукта, очищенного от примесей (грунта, песка, соли, воды, газовых частиц).

В результате комплексной обработки (механической и тонкой) методом сепарации сырье разделяется на жидкие углеводороды и природный газ.

Удаление нефтесодержащих компонентов происходит при термическом воздействии. Когда нефть закипает, запускаются реакции по выделению различных фракций. Так из нефти добываются дистилляты: бензин, керосин, соляр, лигроин и газойль.

После выделения продуктов перегонки остается мазут, широко применяемый в двигателях морских судов и тепловозов, для ремонта и обслуживания механизмов, в качестве топлива для котельных установок и промышленных печей.

Гудрон – остаток после отгонки из нефти фракций, выкипающих свыше 450°C. Используется для производства:

• дорожных, кровельных и строительных битумов;
• малозольного кокса;
• смазочных масел;
• горючих газов.

Твердые остатки от сжигания и их утилизация

Нефть, несмотря на жидкое агрегатное состояние, состоит из смеси различных по плотности углеводородов.

При нефтепереработке сырье разделяется на фракции, при этом применение находят более легкие из них, а тяжелые попадают в категорию отходов.

Группу твердых отходов нефти составляют:

• химические продукты;
• зола;
• неспособные к регенерации адсорбенты;
• смолы.

Распространенный способ утилизации таких отходов – термический. Углеводороды в процессе сжигания в печах разлагаются до относительно безобидного углекислого газа, оставляя золу и шлак.

Твердые остатки от сжигания нефтесодержащих отходов используются в сельском хозяйстве как удобрения, в производстве стройматериалов – как наполнители.

Как можно использовать отходы нефти?

Самый распространенный НСО – нефтяной шлам с образованием до 7 кг на 1 т сырой нефти. При современных масштабах нефтепереработки это огромное количество отходов.

Компонентный состав – нефтепродукты, вода, механические примеси (окислы металлов, глина, песок), процентное соотношение элементов непостоянно.

При хранении отход расслаивается на фракции различной плотности. При переработке шлама получается много полезных продуктов.

Среди них:

• нефтепродукты;
• компоненты строительных материалов;
• сырье для производства битума;
• топливо для котельных.

Очищенная до жестких нормативных значений вода возвращается в водоемы.

Заключение

Утилизация нефтесодержащих отходов – необходимость, предусмотренная законодательством и здравым смыслом. Грамотно используя продукты вторичной переработки, мы сберегаем ценные ресурсы природы.

Источник

Утилизация нефтесодержащих отходов: методы и процесс

Предприятия, деятельность которых связана с использованием нефтепродуктов, обязаны принимать меры по их утилизации. Игнорирование этого требования становится не только причиной загрязнения окружающей среды и техногенных катастроф, но и штрафных санкций со стороны контролирующих органов. Поэтому грамотная утилизация нефтесодержащих отходов позволяет предупредить финансовые потери субъекта экономической деятельности.

Нефтесодержащие отходы

Нефтесодержащие отходы наиболее распространены среди остальных отходов, которые представляют опасность для окружающей среды, жизни и здоровью граждан. Особенно это касается аварий на добывающих объектах и транспорте.

Например, в апреле 2010 года произошла авария нефтедобывающей платформы в Мексиканском заливе, 5% которого было загрязнено. Всего в воду попало свыше 5 млн т нефти, пятно расползлось на 75 тыс. км 2 . Экологи до сих пор считают, что эта авария станет прямой причиной ухудшения климата в Европе.

Кроме аварий источником загрязнения нефтесодержащими отходами являются промышленные предприятия в таких сферах, как транспорт, металлургия, химическая и электрохимическая промышленность, машиностроение и другие. Из всех образуемых ими отходов до 50% попадает в окружающую среду. Причина – несовершенная процедура утилизация или намеренные, преступные действия ответственных лиц, которые экономят на экологии.

Другие причины загрязнения нефтесодержащими отходами:

1. В результате естественных потерь при испарении и угаре;
2. Из-за отсутствия организации процедуры утилизации, формального к ней подхода;
3. При нарушении принятых на предприятии технологий по обращению с такими видами отходов.

Отработанное масло

Самый простой пример такого беспечного отношения, которое встречается в быту, – слив отработанного моторного масла прямо в почву. Практикуется беспечными водителями. То есть, речь даже не идет о промышленности, в поле зрения попадают рядовые граждане. В этом случае расчет следующий:

1. В России свыше 42 млн легковых транспортных средств;
2. Замена масла происходит в среднем два раза в год;
3. Если каждый десятый владелец автомобиля пренебрежет утилизацией отработанного масла, в почву и воды попадет до 30 млн л нефтесодержащего продукта.

И это только за год и только от действий небольшого количества недобросовестных автолюбителей. За 25 лет это масло не распадется полностью, а его количество достигнет объемам, которые были выброшены в Мексиканском заливе при аварии в апреле 2010 года.

Нефтешламы

Но промышленность является наибольшим источником нефтесодержащих отходов:

1. Топливных и маслосодержащих;
2. Смазочно-охлаждающие жидкости;
3. Нефтешламы;
4. Отработанные компоненты нефтехимической отрасли (гидрон и битум).

К самым опасным относятся нефтешламы. Они получаются на всех этапах обращения с рассматриваемым полезным ископаемым. На каждой тонне образуется до 5 кг этого отхода, и это количество продолжает расти. Чтобы предупредить экологическую катастрофу, требуется грамотная переработка нефтесодержащих отходов и жесткий контроль за этим процессом.

Методы утилизации нефтесодержащих отходов

При утилизации рассматриваемых отходов на первом этапе из них удаляют воду. Таким образом удается снизить их объемы и облегчить дальнейший процесс. Для этого отходы отстаивают, фильтруют или пропускают через центрифугу. Далее приступают к непосредственной утилизации.

Сжигание нефтесодержащих отходов

Один из методов – сжигание нефтесодержащих отходов. Если не провести дегидролиз отходов, процесс утилизации потребует дополнительных затрат.

Причина – образование сложных химических реакций по причине испарения воды и попадания пара в зону огня. Для сжигания используются камерные, надслоевые и циклонные конструкции.

Химический способ

Следующий метод – химический. Если сжигание относится к дорогой утилизации, то этот менее финансово затратный. Дополнительное его преимущество – позволяет получать гидрофобный порошок, который используются для строительства дорожного полотна.

Химический способ утилизации применяется при очистке океанов и морей для очистки нефти, которая разлилась при авариях или по другим причинам. Для справки!

Биологическое обезвреживание

Еще один метод – биологическое обезвреживание нефтесодержащих отходов. Для этого используются микроорганизмы, которые в результате жизнедеятельности трансформируют углеводородные соединения в воду и газ.

Утилизация отработанного масла

Поскольку в качестве основных отходов промышленности являются минеральные масла, для них применяется процедура восстановления. Она включает следующие этапы:

• экстракция;
• сорбация;
• фильтрация;
• химические методы;
• ионообменная очистка;
• гидрогенизация.

В итоге получают продукт – минеральное масло, готовое к продаже. Это экономит сырье, срок службы смазки таким образом продлевается многократно.

Такой метод не возвращает маслу первоначальные свойства, но заметно продлевает срок его эксплуатации. Для справки!

Грамотная переработка и утилизация нефтесодержащих отходов потребителям доступна следующими способами:

1. Заключение договора с организациями, у которых есть лицензия на утилизацию отходов 1-4 класса опасности;
2. Отправка отработанных масел на фирмы, которые занимаются их восстановлением;
3. Передача на переработку для получения кокса и даже бензина;
4. Направление на сжигающие заводы, которые получают энергию.

В России начинают активно развиваться предприятия, которые используют нефтешламы и нефтесодержащие отходы на переработку для получения из них сырья. Таким образом удается не только спасти окружающую среду от загрязнения, но и экономить ресурсы, а также развивать перерабатывающую промышленность.

Источник