Методы утилизации и переработки нефтешламов

     Содержание.

Введение………………………………………………..……………….3

     1.Общее  понятие нефтешламов……………………………………….7

     2.Методы  утилизации и переработки нефтешламов………………..9

     2.1.Химические  методы………..……………………………………..10

     2.2.Биологические  методы…..………………………………….……13

     2.3.Термические  методы…………………………………  ……….…16

     2.4.Физические методы…………………….….……………….…..…18

     2.5Физико-химические  методы……………..……………………..…19

     2.6.Химическая  переработка нефтешламов…….………………..…21

     Список  литературы………………………..…………………………...23

     Введение.

     Все стадии нефтепользования, начиная с разведки и добычи нефти и заканчивая использованием нефтепродуктов, приводят к сильному загрязнению окружающей среды. При этом самую большую концентрацию загрязнителя получает человек, т.к находится на последнем трофическом уровне экологической пирамиды биомасс и потребляет вещество и энергию со всех других уровней. То есть, человек, оказывая антропогенное давление на окружающую среду, сам оказывается обладателем самого высокого уровня загрязнения и сталкивается с законом "бумеранга"; так часто и совершенно справедливо называют закон распределения загрязнителей в зоне жизни.

     Существенные  загрязнения окружающей среды происходят от разливов нефти, сброса сточных вод, сжигания или захоронения нефтяных отходов. Нефтешламы нефтеперерабатывающих и нефтедобывающих предприятий, образующихся в процессе добычи, переработки нефти и очистки сточных вод, представляют собой смесь осадков и эмульсий, задержанных на очистных сооружениях, которые собираются и накапливаются в прудах - шламонакопителях и при хранении разделяются на три слоя: верхний - трудноразделимая эмульсия, средний - загрязненная вода, донный - собственно осадок с большим содержанием механических примесей .

     Разлив  нефти и накопление шламов приводят к нарушению почвенно - растительного покрова, размыву почвы (эрозия), опустыниванию (образование песчаных дюн) и, как следствие, к уменьшению земельного фонда и упрощению, а также снижению численности экосистем. Нефтешлам является крупнотоннажным отходом производства, и разработка экологически чистой технологии ликвидации нефтешламов является очень актуальной проблемой.

     Экономические аспекты. Потребность экономики страны в увеличении добычи нефти и в то же время возрастающие требования к чистоте окружающей среды выдвигают целый комплекс задач в области рационального использования этого природного ресурса и охраны окружающей среды от загрязнения. Современное положение таково, что разработка экономических методов охраны окружающей среды может стать одним из важных направлений рационализации использования природных ресурсов.

     Нефтешлам из-за значительного содержания в нем нефтепродуктов можно отнести к вторичным материальным ресурсам. Использование его в качестве сырья является одним из рациональных способов его утилизации, так как при этом достигается определенный экологический и экономический эффект. Одна из областей применения нефтешлама - дорожное строительство, где он используется как добавка к связующим, повышающая качество асфальтобетонной смеси за счет повышения прочности, снижения водопоглощения и уменьшения стоимости дорожного покрытия. Другой областью по объему использования нефтешлама в качестве сырья является изготовление строительных материалов. Так, предлагается применять нефтешлам для производства гидроизоляционного материала. Также нефтешлам можно использовать в качестве компонента котельного топлива и товарной нефти.

     Экологические аспекты. Производственная деятельность нефтеперерабатывающих и нефтегазодобывающих предприятий неизбежно оказывает техногенное воздействие на объекты природной среды, поэтому вопросы охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов имеют важное значение. Одним из наиболее опасных загрязнителей практически всех компонентов природной среды - поверхностных и подземных вод, почвенно-растительного покрова, атмосферного воздуха является нефтесодержащие отходы - нефтяные шламы.

     За  десятилетия эксплуатации на территории современных нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих заводов накопилось значительное количество нефтеотходов в виде нефтешлама. В связи сростом производства количество вновь образующихся отходов растет. Ежегодно их накопление в соответствии с технологическими нормами может составлять до 0,1% объема перерабатываемой нефти. Это в свою очередь приводит к росту занимаемых ими площадей, дополнительными капиталовложениями, обостряет экологическую обстановку.

     Этические аспекты. Любое действие, которое способно нанести вред природе, опосредствованно наносит вред всем другим природопользователям. В этом случае этический аспект - согласование своих личных интересов с интересами других людей - становится особенно важно.

     Сегодня, когда человечество стало на грани  глобального экологического кризиса, приоритетной становится именно "глобальная нравственность", так как использование ресурсов конкретными участниками мирового сообщества и целыми государствами не должно лишать возможности нормально жить поколениям наших потомков. Именно повышения уровня "коллективной нравственности" должно обеспечить построения того же стиля жизни мирового сообщества.

     В современном мире возрастает роль воспитания нравственного отношения к природе  на всех уровнях социальной иерархии - в семье, школе, трудовом коллективе, селе или городе, республике. Успех этого воспитания во многом зависит от системы экологического образования. Образование всегда отражает социальный заказ и обеспечивает тех знаний, которые полезны для жизни в тех или иных конкретных исторических и географических условий.

     Социальные  аспекты. Развитие и рост промышленности - поставило перед человечеством глобальные социально-экологические проблемы, связанные с промышленной безопасностью, защитой окружающей среды и, в первую очередь, самого человека как субъекта экосистемы, взаимодействующего с природой.

     Повышение эффективности мер по охране окружающей среды связано, прежде всего, с широким  внедрением ресурсосберегающих, малоотходных технологических процессов, уменьшением  загрязнения воздушной среды  и водоемов.

     Переработка промышленных отходов в готовую  продукцию решает задачи не только сокращения потребления природных  ресурсов, но и охраны окружающей среды.

 

     1.Общее  понятие нефтешламов.

     В процессе добычи нефти, при промысловой  эксплуатации месторождений, при очистке  технологического оборудования, сточных  вод и подготовке нефти происходит образование нефтесодержащих отходов, не нашедших рентабельной технологии их использования или переработки. Эти отходы носят общее название "нефтешламы". Они являются одними из наиболее опасных загрязнителей практически всех компонентов природной среды - поверхностных и подземных вод, почвенно-растительного покрова, атмосферного воздуха

     По  происхождению нефтешламы подразделяются на группы, различающиеся по физико-химическим свойствам (таблица 1.1):

     сбросы  при зачистке нефтяных резервуаров;

     сбросы  при испытании скважин, КРС, ПРС;

     аварийные разливы при добыче и транспортировке  нефти;

     амбарные деградированные нефти;

     нефтешламы транспортного цеха.

     К наиболее опасным загрязнителям  относят нефтешламы, которые образуются на всех этапах добычи, транспортировки и переработки нефти.

     Нефтешламы образуются и при бурении скважин. Как правило, это вызвано сильным загрязнением почвы и воды выбуренной горной породой, сточными водами и отработанными буровыми растворами, содержащими углеводороды, тяжелые металлы, полимеры.

     Нефтяные  шламы нефтегазодобывающих предприятий  и магистрального транспорта формируются  в результате сброса в специальные  амбары стойких эмульсий, отходов, образующихся в процессе подготовки нефти, продуктов  зачистки резервуаров и трубопроводов. Значительная часть отходов улавливается из канализационных линий, с площадок обслуживания оборудования, насосов, а  также с мест аварий. На нефтеперерабатывающих  предприятиях нефтешламы образуются в процессе переработки нефти и очистки сточных вод и представляют собой смесь осадков и эмульсий, задержанных на очистных сооружениях.

     Атмосфера подвергается негативному воздействию  при выделении вредных веществ  в процессе эксплуатации технологического оборудования при сборе, подготовке и транспортировки нефти происходит вследствие утечек и испарения в  уплотнениях и соединениях технологических  аппаратов и агрегатов, трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры, при  стабилизации давления в резервуарах  товарно-сырьевых парков и выполнении слива - налива, при хранении и переработки нефти.

     Загрязнение атмосферы происходит также через  дымовые трубы при сжигании топлива  и технологических печах, в котельных.

     Сточные воды предприятия образуются в результате деятельности основного вспомогательного. Вода поступает на промышленные нужды (очистке технологического оборудования, охлаждения подшипников и др.), хозяйственно-бытовые (цеха водоснабжения и канализации и др.). Отработанная вода отстаивается в отстойнике и заливается в поглощающую скважину.

 

2. Методы  утилизации и переработки  нефтешламов.

     При длительном хранении ловушечные (резервуарные) и амбарные нефтешламы со временем разделяются на несколько слоев с характерными для каждого из них свойствами:

     верхний слой - трудноразделимая эмульсия нефтепродуктов с водой и механическими примесями, с глубиной слоя количество нефтепродуктов и примесей снижается,

     средний слой - осветленная вода, загрязненная нефтепродуктами и взвешенными частицами,

     нижний  слой - донный осадок, состоящий из твердой фазы, пропитанной нефтепродуктами и водой; содержание нефтепродуктов относительно постоянное, количество механических примесей растет с глубиной.

     Состав  и свойства разных типов нефтешламов резервуарного и амбарного происхождения показывают, что в процессе зачистки и переработки шламов могут быть применены различные технологические приемы в зависимости от их физико-механических характеристик. В большинстве случаев основная часть резервуарных нефтешламов состоит из жидковязких продуктов с высоким содержанием органики и воды и небольшими добавками механических примесей. Такие шламы легко эвакуируются из резервуаров и отстойников в сборные емкости с помощью разнообразных насосов. Гелеобразные системы, как правило, образуются по стенкам емкостей. Естественно, что наиболее легко образуются нефтешламы, когда внутренние покрытия резервуаров не обладают топливо - и коррозионностойкой защитой.

     Зачастую  предприятия вынуждены накапливать  и хранить на своей территории нефтешламы из-за недостаточного количества полигонов промышленных отходов, их принимающих, или из-за отсутствия установок по переработке нефтесодержащих отходов, соответственно платя за их хранение. Скапливание нефтеотходов на производственных территориях может привести к интенсивному загрязнению почвы, воздуха и грунтовых вод. Нередко нефтесодержащие отходы уничтожаются на промплощадках путем сжигания без очистки отходящих газов, загрязняющих атмосферу, что является нарушением законодательства по охране атмосферного воздуха и влечет плату за указанные выбросы в 25-кратном размере.

     Нефтешлам из-за значительного содержания в нем нефтепродуктов можно отнести к вторичным материальным ресурсам. Использование его в качестве сырья является одним из рациональных способов его утилизации, так как при этом достигается определенный экологический и экономический эффект.

2.1. Химические методы

     Одним из перспективных методов утилизации нефтесодержащих отходов является химический метод, предполагающий капсулирование и нейтрализацию реагентом на основе оксидов щелочно-земельных металлов (Эконафт, Ризол, Бизол и т.д.). Сущность метода химического капсулирования заключается в химико-механическом преобразовании нефтесодержащих отходов в порошкообразный нейтральный для внешней среды материал, каждая частица которого покрыта гидрофобной, водонепроницаемой оболочкой. Содержащиеся в капсуле углеводороды не могут загрязнять окружающую среду благодаря высокой прочности и герметичности капсулы. Заполненные жидкими углеводородами микропоры оболочки капсулы способствуют гидрофобизации ее поверхности и многократно снижают смачиваемость частиц, воздействие на них водной среды, в том числе грунтовых вод, кислотных дождей, повышают стойкость к циклическому промерзанию. Возможность перехода содержимого капсулы в водный раствор снижается на несколько порядков. Со временем (в течение 1-3 месяцев) вследствие продолжающейся карбонизации поверхности капсулы прочность оболочки существенно возрастает. Капсулированный материал выдерживает объемное давление до 5,0 МПа без заметного разрушения, многократное циклическое замораживание, воздействие слабокислой среды. Способ основан на свойствах оксида минеральных сорбентов (CaO, MgO и др.) при гашении увеличивать удельную поверхность в 15-30 раз и превращаться в объемное вяжущее вещество с высокой способностью абсорбировать углеводороды нефти. Реакция гашения сопровождается выделением большого количества тепла: