Способы снижения выбросов нефтепродуктов

Способы снижения выбросов нефтепродуктов и очистки сточных вод

Способы снижения выбросов нефтепродуктов и очистки сточных вод

На территории АЗС необходимо периодически проверять загазованность окружающего воздуха. Отбор и анализ проб проводят в соответствии с тре­бованиями ГОСТ 12.1.005. Частота и место отбора проб определяются при­казом по предприятию, владеющему станцией, по согласованию с местными санитарно-эпидемиологическими станциями, и фиксируются в журнале ла­боратории, проводящей отбор и анализ проб.

Присутствие вредных веществ в воздухе рабочей зоны (пространство вы­сотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой находятся места постоянного или временного пребывания работающих) не должны превышать предельно допустимых концентраций (ПДК) в мг/ м 3 :

• бензин в пересчете на углерод — 100;
• масла минеральные —5;
• тетраэтилсвинец — 0,005;
• окись углерода — 20.

Для жилых районов ПДК бензиновых паров составляет (мг/ м 3 ):

• среднесуточная — 1,5;
• максимально разовая — 5.

Эксплуатация АЗС не должна приводить к загрязнению окружающей сре­ды вредными веществами выше допустимых норм.

На выбросы загрязняющих веществ должно быть разрешение по установ­ленной форме, выдаваемое органами по охране природы на основании утвер­жденных норм предельно-допустимых выбросов (ПДВ).

Основные технические мероприятия по снижению загрязнения атмосфер­ного воздуха:

• поддержание исправности и герметичности резервуаров и технологичес­кого оборудования;
• регулирование дыхательных клапанов резервуаров на требуемое избы­точное давление и разрежение и контроль за их исправностью;
• оборудование резервуаров системами рециркуляции паров горючего;
• герметичное закрытие сливных и замерных устройств, люков смотровых и сливных колодцев после приема нефтепродуктов, измерения уровня, темпе­ратуры и плотности;
• не допущение переливов нефтепродуктов при заполнении резервуаров и заправке техники;
• оборудование резервуаров системами «закрытого» слива нефтепродук­тов с применением герметичных быстроразъемных муфт;
• применение спецустановок (колонок) для улавливания и очистки возду­ха;
• сокращение времени пребывания автотранспортной единицы на терри­тории станции.

При использовании специальных колонок вентиляционные выбросы мо­гут подвергаться очистке адсорбционным методом. Для снижения потерь в результате испарения в процессе хранения в резер­вуарах применяют различные способы и технологическое оборудование.

Газоуравнительные системы соединяют воздушные пространства резер­вуаров и автоцистерн при проведении сливоналивных операций. Для безо­пасной работы системы оборудуются дыхательной аппаратурой, огнепреградителями и др.

Диски-отражатели применяют для снижения выбросов паров нефтепро­дуктов в окружающую среду. Они устанавливаются под монтажным патруб­ком дыхательного клапана в наземных и в заглубленных металлических ре­зервуарах.

Установка диска-отражателя

Принцип работы диска-отражателя заключается в изменении направле­ния входящей в резервуар струи воздуха, с вертикального на почти горизон­тальное, в результате чего поток воздуха не распространяется вглубь резер­вуара. Перемешивание воздуха с парами нефтепродуктов происходит в верх­ней части, примыкающей к кровле резервуара, где концентрация паров неф­тепродукта незначительна в сравнении с более насыщенным паром, находя­щимся у поверхности нефтепродукта и почти не участвующим в процессе кон­вективного перемешивания.

Диски-отражатели наиболее эффективны в резервуарах с большой обора­чиваемостью. В течение теплого времени года потери от «больших дыханий» сокращаются на 30. 40 %.

Дыхательная и предохранительная аппаратура применяется для предотв­ращения загрязнения воздушного бассейна при хранении нефтепродуктов. Как отмечалось раньше, для этой цели применяются совмещенные механические дыхательные клапаны и пневмоклапаны предохранительные реверсивные.

Тепло-отражающие покрытия на наружной поверхности стальных назем­ных резервуаров эффективно снижают потери нефтепродуктов при хранении за счет снижения интенсивности солнечной радиации и уменьшения амплиту­ды температурных колебаний газового пространства резервуара и поверхно­сти нефтепродукта. Этот эффект проявляется в основном при хранении неф­тепродуктов в наземных резервуарах, когда температура в резервуаре при­ближается к среднесуточной температуре окружающего воздуха.

Отражательная способность поверхности резервуара зависит от цвета по­крытия резервуара.

Влияние цвета окраски на отражение солнечных лучей

Отражение солнечных лучей, %

Теплоотражающие эмали ПФ-5135 и ПФ-5144, нанесенные на поверхность наземного резервуара, сокращают потери нефтепродуктов в результате испа­рения в среднем на 16—30 %.

Очистные сооружения применяют для сбора и очистки сточных вод, заг­рязненных нефтепродуктами. Требования к ним:

• оборудование очистных сооружений должно располагаться подземно;
• емкости-накопители необходимо оснащать датчиками уровня, для по­дачи сигнала оператору о номинальном заполнении;
• опорожнение емкостей-накопителей от нефтепродуктов должно осуще­ствляться закрытым способом;
• линии деаэрации емкостей должны отвечать требованиям, предъявляе­мым НПБ 111-98;
• трубопроводы необходимо оснащать гидрозатворами;
• крышки люков на стоках атмосферных осадков, загрязненных нефтепродуктами, должны быть выполнены в виде решеток, обеспечивающих провет­ривание.

Нефтепродукты сточных вод утилизируют заранее разработанными спе­циальными способами.

АЗС должна быть оборудована производственно-ливневой канализацией для сбора производственных и дождевых стоков. Разлившийся нефтепродукт собирают в сборник для отработанных нефтепродуктов, а площадку очища­ют сильной струей воды, направляя сток в канализацию. Сточные воды по производственно-ливневой канализации направляют на очистные сооруже­ния, состоящие из колодца-отстойника, фильтра и колодца-сборника. Из на­копителя сточные воды вывозят на очистные сооружения других предприя­тий.

В стоках содержится 300—500 мг/л нефтепродуктов и 200—250 мг/л меха­нических примесей.

Для предотвращения загрязнения водоемов и почвы вредными вещества­ми производственно-дождевые сточные воды в обязательном порядке долж­ны очищаться. Необходимая степень очистки должна обосновываться с уче­том места сброса сточных вод и установленного норматива предельно допустимого сброса (ПДС) загрязняющего вещества:

• при рыбохозяйственном водопользовании — 0,05 мг/л;
• при хозяйственно-питьевом водопользовании — 0,3 мг/л.

Для очистки и обезвреживания сточных вод используют химические и механические методы очистки. Первые предусматривают разложение нера­створимых веществ, их нейтрализацию и обесцвечивание, вторые — отстаи­вание, фильтрацию и флотацию.

На АЗС, как правило, применяются механические очистные сооружения, обеспечивающие выпадение осадков взвешенных частиц, сепарацию и удале­ние нефтепродуктов, отстой и фильтрование первой и второй ступени.

При фильтровании используют песок, металлическую стружку, металли­ческие пластины с отверстиями, фильтрующие ткани, металлические сетки, бумагу, войлок, а также активированный уголь, маслопоглощающие матери­алы и др. Очистные сооружения эксплуатируют в соответствии с производственной инструкцией. Сброс неочищенных стоков в водоемы категорически запрещен. Загрязненный фильтрующий материал и осадки отвозят в специально от­веденные места и уничтожают.

Необходимо систематически следить за чистотой канализационных колод­цев. Не реже двух раз в год (весна и осень) проводят внутренний осмотр кана­лизационной сети, колодцев. Обо всех изменениях на очистных сооружениях, необходимо делать за­пись в паспорте станции.

Источник

Экология природных ресурсов

Общая структура мероприятий по предотвращению выбросов в окружающую среду на опасных предприятиях представлена на рис. 6.1. Благодаря такому сочетанию представленных на схеме мер достигается снижение отрицательного воздействия вредных веществ на окружающую среду.

Эффективность собственно технологических мероприятий по с нижению выбросов в окружающую среду определяется экологической чистотой процессов. Экологически чистым процессом является такое производство или совокупность производств, в результате практической деятельности которых негативное воздействие на окружающую среду не происходит или сводится к минимуму. Такие малоотходные технологические системы обеспечивают максимальное и комплексное использование сырья и энергии.

Для предприятий нефтепереработки и нефтехимии, в общем случае, это означает: модернизацию технологического оборудования; контроль над герметизацией оборудования и соблюдением технологического режима; разработку аппаратуры, предотвращающей выбросы в атмосферу либо ограничивающей их до допускаемых уровней; улучшение качества моторных и котельных топлив; очистку отходящих газов; совершенствование и сокращение факельной системы и т. д.

Рис. 6.1 Схема мероприятий по снижению выбросов вредных веществ в атмосферу

К мероприятиям по снижению выбросов вредных веществ относят:

• совершенствование технологических процессов и внедрение малоотходных и безотходных технологий;
• изменение состава и улучшение качества используемых ресурсов;
• комплексное использование сырья и снижение потребления ресурсов, производство которых связано с загрязнением окружающей среды;
• изменение состава и улучшение качества выпускаемой продукции (неэтилированные бензины, малосернистые топлива и т.д.);
• очистку сбрасываемых промышленных газов.

К мероприятиям по снижению степени распространения вредных веществ, относят: нейтрализацию, консервацию, захоронение и утилизацию выбросов. Следует отметить, что строительство высоких и сверхвысоких труб не уменьшает выброс вредных веществ в атмосферу и степень их распространения, а обеспечивает снижение приземной концентрации вредных примесей.

Основными методами защиты воздушного бассейна от выбросов диоксида серы с дымовыми газами являются:

• усреднение состава перерабатываемых нефтей и, соответственно, остаточных фракций, используемых в качестве нефтезаводского топлива;
• использование малосернистых остаточных топлив;
• увеличение доли газа в топливе;
• очистка топливных газов. Известные методы сероочистки составляют две основные группы:
• мокрые способы (с использование абсорбентов, суспензий);
• сухие способы (хемосорбция, адсорбция, катализ).

Наиболее распространенным способом мокрой очистки промышленных газов от диоксида серы является использование растворов и суспензий соединений щелочных, щелочно-земельных металлов, алюминия, органических веществ (сульфит-бисульфитные методы).

При использовании 9,5-10% раствора гидроксида натрия для повышения поглотительной способности добавляют 0,05-0,08% перманганата калия. В случае очистки газов с помощью растворов соды происходит накопление тиосульфата натрия. Чтобы этого избежать, в раствор добавляют 1-3% органических соединений (спиртов, альдегидов). В таком растворе скорость образования тиосульфата в 8-9 раз ниже.

Опробован промышленный абсорбционный метод очистки газов от диоксида серы с использованием сульфита натрия.

Очистка отходящих газов от кислых примесей возможна также с использованием аммиачного метода. В газовую смесь впрыскивают аммиак, который, взаимодействуя с кислыми веществами, образует соединения аммония. Собранная на электрофильтре твердая фаза направляется на регенерацию аммиака, благодаря чему расход аммиака в процессе невелик.

Сероводорода улавливают абсорбентом, содержащим гидроксид железа (III) (Fe(OH)₃) с последующей регенерацией насыщенного абсорбента воздухом с образованием смеси элементной серы и Fe(OH)₃ с последующим ее разделением. Для снижения расхода реагентов смесь элементной серы и Fe(OH)₃ обрабатывают углеводородным конденсатом при 110-120°С. Образующийся углеводородный раствор серы отделяют от Fe(OH)₃. Fe(OH)₃ подают на первоначальную стадию очистки, а из углеводородного раствора охлаждением выделяют элементную серу, после чего углеводородный конденсат возвращают в цикл.

Общую очистку газов от сероводорода и диоксида серы проводят в псевдоожиженном слое хемосорбента. Хемосорбент получают смешением 10-70% цемента с известняком или доломитом (90-30%) и водой с последующим затвердеванием смеси. Полученный продукт дробят. Для очистки используют фракцию 0,7-2 мм.

В связи с вовлечением в переработку тяжелых нефтей и в большей степени с ужесточением экологических требований по ограничению содержания серы в нефтепродуктах и серосодержащих газовых выбросах в атмосферу современные НПЗ становятся крупными производителями серы.

Согласно оценке Европейской организации по охране окружающей среды за последние пять лет доля серы в перерабатываемой нефти увеличилась на 23%.

Производство серы (процесс Клауса) и серной кислоты на базе утилизации ее из серосодержащих выбросов значительно увеличивают рентабельность товарной серы не только за счет ее реализации, но и за счет сокращения штрафных санкций со стороны природоохранных органов. 90-95% всего производства серы базируются на процессе Клауса. В настоящее время ни один из новых методов получения серы не доведен до такой степени совершенства, как классический процесс Клауса. На большинстве предприятий при строительстве новых установок ориентируются на метод Клауса.

Сырьем для производства серы методом Клауса служит сероводород, образующийся в результате переработки нефти и очистки нефтепродуктов. Сероводород накапливается главным образом во фракции топливного газа.

Таким образом, комплексный подход к проблеме снижения выбросов сернистых соединений позволяет значительно снизить выбросы данного вида загрязнителей в атмосферу даже при увеличении мощностей предприятий и вводе в эксплуатацию новых производств.

Наряду с сернистыми соединениями в газовых выбросах присутствуют оксиды азота и углерода (II), углеводороды, твердые вещества.

Наиболее простым и экономичным методом снижения выбросов NOх является совершенствование процесса сжигания топлива. Поэтому мероприятия по снижению выбросов окислов азота направлены в основном на модернизацию процесса сжигания топлив.

Результат подобных мер снижение содержания диоксида азота в атмосферном воздухе промышленной зоны предприятия.

Снижение выбросов оксида углерода (II) достигается за счет процессов:

• утилизации больших количеств газа в котлах-утилизаторах;
• дожига отходящих газов в регенераторе (установка Г-43-107) на базе применения промотирующих добавок к основному катализатору процесса крекинга;
• каталитического дожига отходящих газов.

С увеличением глубины переработки тяжелого и остаточного сырья, а также с ужесточением экологических требований актуальность проблемы сокращения вредных выбросов в атмосферу на нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятиях возрастает.

Наиболее эффективным способом сокращения выбросов оксида углерода является предотвращение его образования. Для этих целей спроектированы форсунки, обеспечивающие хорошее смешение с воздухом, а, следовательно, более полный дожиг окиси углерода (II). Кроме того, на многих предприятиях внедрены системы контроля за полнотой сгорания топлива.

Основными способами снижения уровня загрязнения атмосферы углеводородами при хранении нефтей и нефтепродуктов являются:

• обеспечение поступлений на завод сырой нефти с давлением насыщенных паров и содержанием минеральных солей, отвечающих стандарту;
• обеспечение охлаждения светлых продуктов, направляемых в резервуары для хранения, до минимально возможной температуры, для чего необходимо сооружать дополнительные концевые холодильники. Исследования показали, что при снижении на 10 — 15°С температуры охлаждения светлых продуктов перед поступлением их в резервуары для хранения потери от «дыханий» резервуаров уменьшаются в 1,5-2,5 раза;
• замена резервуаров с шатровой крышей на резервуары с плавающими крышами, понтонами или резервуары, работающие при избыточном давлении. В резервуаре с плавающей крышей нет газового пространства над продуктом, т.е. исключены потери от «дыханий». Резервуары подобных конструкций могут быть большой емкости, что дает значительную экономию капитальных затрат на их сооружение, а также дополнительно сокращаются потери продукта при малых «дыханиях»;
• обеспечение стабилизации вырабатываемых на заводах бензиновых компонентов и других легких фракций, направляемых для хранения в резервуары. Причинами неудовлетворительной работы системы стабилизации бензиновых компонентов могут быть: низкое давление в стабилизаторах и недостаточное число фракционирующих тарелок, малый диаметр аппарата, низкая температура нагрева продукта, нарушения технологического режима работы и т.п.;
• оборудование действующих резервуарных парков специальными системами улавливания испаряющихся из резервуаров паров нефтепродуктов: адсорбцией паров на активированных углях с циклической вакуумной регенерацией последних и поглощением десорбированных паров потоком бензина; абсорбцией паров бензином при пониженных температурах; сжиганием выделяющихся паров.

Значительный эффект дает модернизация старых установок завода и выведение из эксплуатации морально и физически изношенных установок. Названные мероприятия позволили значительно снизить общий выброс углеводородов, например, на Московском НПЗ.

Новые технологические установки с малыми удельными потерями, системой утилизации факельного газа, например, установки для выпуска высокооктанового бензина и очистки дизельных топлив от серы, а также ввод в действие нового производства полипропилена позволили сократить выбросы вредных веществ в атмосферу в 10 раз.

С химическими методами переработки углеводородного сырья, особенно каталитическими, помимо вышеуказанных загрязнителей атмосферы, связан выброс твердых пылеобразующих веществ.

Уровень выбросов вредных веществ в окружающую среду в значительной степени зависит от параметров технологических установок. Так, например, при переработке дистиллятного сырья на установке каталитического крекинга эффективность работы катализатора зависит от кратности его циркуляции – чем выше кратность циркуляции, тем эффективнее работа катализатора. Но увеличение кратности циркуляции ведет к более интенсивному выносу катализаторной пыли в атмосферу.

На современных установках каталитического крекинга обычно применяют двухступенчатые системы циклонов в регенераторе и одноступенчатые — в реакторе. Но в случаях превышения предельно допустимых выбросов катализаторной пыли в приземном слое устанавливают дополнительные системы пылеулавливания.

Существует множество схем подобных систем. Но все они должны обеспечивать санитарные требования по уровню предельно допустимых концентраций твердых веществ в приземном слое, а также обладать высоким уровнем надежности.

Наибольшее применение нашли выносные схемы, включающие одновременно групповые или батарейные циклоны, электрофильтр, сепараторы тонкой очистки для подготовки газов и рекуперации их энергии в турбинах.

Источник