Экология СПРАВОЧНИК

Нефтеперерабатывающая промышленность относится к отраслям производства, оказывающим заметное влияние на общее загрязнение природной среды. По загрязнению воздушного бассейна она занимает примерно шестое место после таких отраслей промышленности, как электроэнергетика, цветная и черная металлургия, коммунальное хозяйство и производство строительных материалов, а по загрязнению водного бассейна она находится на втором месте после сельского хозяйства. Наряду с непосредственным загрязнением природной среды промышленными отходами при осуществлении процессов переработки нефти предприятия нефтеперерабатывающей промышленности, вырабатывая большое количество моторных и печных топлив, оказывают и косвенное влияние на общий фон загрязнения воздушного бассейна страны; при сжигании топлив воздушный бассейн загрязняется выхлопными и дымовыми газами, содержащими такие вещества, как ароматические углеводороды, сера, смола, свинец, ванадий, никель, азот и др. . Кроме того, светлые нефтепродукты способны испаряться при хранении, транспортировании и наливе во время их производства и потреблений. Эта способность зависит от состава и давления паров легких фракций, содержащихся в нефтепродуктах, и определяется технологией их производства. Таким образом, из сказанного выше ясно, насколько высока ответственность нефтеперерабатывающей промышленности за загрязнение природной среды.

Далее

Массовые организованные и неорганизованные выбросы на НПЗ зависят от качества перерабатываемой нефти, мощности завода, его оснащенности технологическими процессами, характера и состояния применяемого оборудования и очистных сооружений, ассортимента вырабатываемой продукции, вида применяемого топлива и используемых энергий, а также географического расположения завода. Причем уровень загрязнения атмосферного воздуха вокруг заводов зависит и от температуры: возрастает в наиболее холодные и жаркие дни (в холодные — за счет увеличения расхода топлива, разгерметизации резервуаров светлых продуктов из-за демонтажа дыхательных клапанов, повышенной аварийности и т. д.; в жаркие — за счет повышения температуры окружающей среды, увеличения расхода охлаждающей воды и ухудшения вследствие этого работы очистных сооружений).

Далее

Перечислить все источники поступления углеводородов в атмосферу и дать им количественную оценку задача сложная. Число и объем таких источников могут меняться во времени ц. зависят от срока эксплуатации оборудования, качества перерабатываемого сырья, ассортимента вырабатываемой продукции и многих других факторов. Поэтому проводимые на заводах исследования по паспортизации источников выбросов необходимо периодически повторять. Потенциально каждый аппарат, фланец, задвижка, кран, клапан, сальник насоса и компрессора могут стать источником выброса углеводородов в окружающую среду, если они недостаточно герметизированы, своевременно не отремонтированы и при их эксплуатации не соблюдаются соответствующие правила.

Далее

При добыче сернистых и высокосернистых нефтей наблюдаются явления, когда сероводород появляется в нефтях не сразу, а после нескольких лет эксплуатации месторождения. Это связывают XI заводнениями нефтяных пластов для поддержания пластового давления. В воде, нагнетаемой в нефтяные пласты, содержатся анаэробные бактерии, которые, соприкасаясь с нефтью, в результате биологических процессов могут переводить сернистые соединения нефти в сероводород.

Далее

В зонах топки, примыкающих к зоне А, где содержание активных веществ существенно ниже, а температура достаточно высока, выход оксидов азота максимален (высокотемпературная зона В). В остальных зонах, где температура и концентрация продуктов недожога относительно низки, атмосферный азот практически не окисляется; если скорость охлаждения ниже 0,01°С/с, возможно разложение оксидов азота; однако в реаль-ныхусловиях сжигания топлива в печах эта скорость на несколько порядков меньше, что приводит в основном к закалке-образовавшихся продуктов сгорания). Одновременно с процессом пиролиза и сгорания топлива в зоне Л и на ее границах происходит синтез продуктов уплотнения таких, как 3,4-бензпи-рен. В остальных зонах (по ходу продуктов сгорания) концентрация их снижается.

Далее

Благодаря проводимым на предприятиях отрасли мероприятиям по сокращению водопотребления и улучшению водопользования средний расход охлаждающей воды на заводах топливного профиля сократился с 2,5 до 1,03 м3/т, а на предприятиях топливно-масляного профиля с 2,8 до 1,3 м3/т. Улучшение качества очистки сточных вод явилось следствием строительства на ряде заводов очистных сооружений с использованием самого эффективного способа биохимической очистки. В 1980 г. на этих сооружениях очищалось 45% сточных вод от общего их сброса.

Далее

Часто почва заводской площадки загрязняется от различных аварийных утечек и розливов нефтепродуктов, которые, проникая в почву, загрязняют грунтовые воды и, испаряясь, особенно в летние жаркие дни, загрязняют окружающий воздух. Сточные воды являются также источниками загрязнения почвы и подпочвенных вод, куда они могут Проникать из-за недостаточной герметичности канализационных колодцев, очистных сооружений и стыков труб сетей промышленной канализации. Если загрязненные подпочвенные воды сообщаются с расположенными вблизи водоемами, они могут дополнительно загрязнить воды этих водоемов.

Далее

Доля потребления всех видов энергии нефтеперерабатывающими заводами страны в 1980 г.,в условном топливе составила 3,7% от потребления топлива всеми отраслями народного хозяйства. При таком расходе топлива экономия энергии на НПЗ имеет большое значение не только для отрасли, но и для народного хозяйства в целом. Из общего количества потребляемой энергии в среднем доля топлива составляет 56%, тепловой энергии 34%. и электроэнергии 10%.

Далее

Высокоэффективное использование вторичных энергетических ресурсов достигается на мощных комбинированных установках, объединяющих в одной поточной схеме несколько технологических процессов. Это отечественные установки ЛК-6у, КТ-1, КГ-1, КМ-2 и др. Они запроектированы по схеме жестких технологических связей между отдельными блоками, входящими в их состав, с высокой степенью регенерации тепла и потенциальной энергии отходящих потоков.

Далее

Применение газовых турбин (экспандеров) в газотурбинных циклах позволяет обеспечить многие процессы, протекающие при повышенных давлении и температуре, частично или полностью энергией, расходуемой на компримирование. Отходящие "газы реакции используются для привода компрессора-экспандера (рис. 9), причем чем выше температура этих газов на входе, тем больше количество вырабатываемой энергии. Если температура отходящих из экспандеров газов ниже температуры окружающей среды, то эти газы можно применять для охлаждения технологических потоков. Примером использования вторичных источников энергии служит применение воздуходувки на установках каталитического крекинга, привод которой осуществляется отходящими дымовыми газами регенерации.

Далее

На действующих НПЗ из перечисленных направлений используется в основном первое. Причем при определении оптимума температуры сырья перед его подачей в печь (для каждой установки в зависимости от качества сырья, объема и качества материальных потоков) исходят из следующих условий: при увеличении нагрева сырья сокращается средняя разность температур теплообменивающихся потоков, увеличивается поверхность теплообменников и их стоимость, увеличиваются затраты на ремонт и чистку теплообменников, расход энергии на перекачивание сырья через теплообменники, растет давление на сырьевом насосе и перед трубчатой печью. Одновременно сокращаются поверхность холодильников, расход охлаждающей воды (или воздуха) и расход энергии на перекачивание воды.

Далее

На рис. 14 приведены схемы прямого питания технологических установок, осуществленные на Полоцком НПЗ.

Далее

В общем балансе потребления тепловой энергии НПЗ весьма важным является рациональное использование (первичное и вторичное) источников этой энергии, их распределение по потребителям и возможности экономии. Водяной пар расходуется в основном в процессах фракционирования на снижение парциального давления углеводородов, на привод паровых насосов и турбин, на распыление котельного топлива в паровых форсунках трубчатых печей, а также на обогрев кипятильников, подогрев небольших потоков и отопление заводских помещений. При повторном использовании отработанного пара, например, вначале для привода насоса, а затем для отопления, получения горячей воды или холода, его расход снижается. Возврат на ТЭЦ парового конденсата уменьшает расход тепловой энергии на собственные нужды. При хорошо организованном сборе конденсата (до 50% и более от потребляемого водяного пара) экономия тепла и топлива на ТЭЦ может составить 4—6% (0,015 т у. т. на 1 т конденсата). Значительную экономию пара на НПЗ можно получить, заменив паровой привод на электрический.

Далее

Безусловно, использование заводского топливного газа должно быть рациональным. В первую очередь его рекомендуется направлять на установки с небольшим расходом топлива и дымовыми трубами небольшой высоты. На более мощные установки следует подавать жидкое топливо, и в этом случае оправдано сооружение высокой трубы и проведение мероприятий по снижению выбросов оксидов, описанных ранее.

Далее

Цифры на линиях соответствуют со держанию сероводорода в отходя щем газе.Технико - экономические показатели более мощной установки улучшаются: яри увеличении мощности по выработке серы с 30 до 180 тыс. т в год удельные капитальные вложения снижаются до 3,2 руб./т» а эксплуатационные расходы — до 1,56 руб./т, что значительно ниже затрат на производство природной серы. Таким образом получение серы из газов очистки нефтепродуктов является высокорентабельным производством.

Далее

Для снижения выбросов диоксида серы, содержащегося в дымовых газах регенерации с установок каталитического крекинга, необходимо сырье этих установок (вакуумный газойль) подвергать предварительной гидроочистке либо дымовые — щелочной очистке.

Далее

Не на всех действующих НПЗ утилизируются факельные газы. Поданным [48], количество газа, поступающего в факельную систему, на отдельных заводах составляет от 0,3 до 0,5% общего количества перерабатываемого сырья. Так, в 1979 г. на факелах заводов было сожжено 0,24% перерабатываемой нефти.

Далее

Особенно большие потери возможны при переработке высокосернистых нефтей, содержащих растворенный сероводород и термически нестойкую серу.. Как показал опыт переработки ишимбайской ¡нефти на башкирских нефтезаводах, крыши резервуаров для хранения сырой нефти и промежуточных продуктов с ¡повышенным содержанием сернистых соединений, подвергаются сквозной коррозии через несколько ¡месяцев эксплуатации резервуара. На восточных НПЗ установленные на резервуарах дыхательные клапаны и огневые гасители (старых конструкций) в зимних условиях обычно демонтировали для предотвращения возможных аварий из-за оседания влаги на тарелке клапана и примерзания ее к седлу. Че/рез открытые отверстия происходила интенсивная ¡вентиляция, что обусловливало большие потери продукта. После проведенной реконструкции: тарелку покрыли фторопластом, а седло и шток целиком изготовили из этого материала — примерзания тарелки к седлу клапана исключены.

Далее

Нефтеперерабатывающие заводы — предприятия с большим удельным потреблением свежей и оборотной воды и большим количеством сточных вод. Только очень немногие заводы работают без сброса сточных вод или со сбросом их в пруды-испарители, на поля орошения или закачкой в глубокие почвенные пласты. Чем больше мощность завода и глубина переработки нефти, тем выше потребление охлаждающей воды для теплоотвода и тем больше сброс сточных вод в водоем. Интенсификация действующих заводов и увеличение их мощности дает большой экономический эффект, но при этом значительно возрастает количество потребляемой воды и, следовательно,1 количество сбрасываемых сточных вод.

Далее

Вода на нефтеперерабатывающих заводах используется т основном для отвода тепла от технологических потоков, аппаратов и машин. Чем меньше требуется отвести тепла, тем меньше расход охлаждающей воды. В гл. 2 было показано, каким образом можно сократить количество используемого тепла и уменьшить расход охлаждающей воды. Следует лишь отметить, что самым важным мероприятием является замена водяного охлаждения воздушным (в аппаратах воздушного охлаждения теплообмен осуществляется в результате обдувания труб, по которым движется охлаждаемый продукт, воздухом, нагнетаемым вентилятором).

Далее

Опыт эксплуатации ряда отечественных и зарубежных заводов подтверждает, что при соблюдении строгих правил эксплуатации вполне возможно поддерживать содержание нефтепродуктов в поступающих в нефтеловушки сточных водах в .пределах 1000—5000 мг/л.

Далее

Для каждой из этих групп с учетом содержания нефти в; сточных водах и количества сточных вод применяются различные методы очистки.Для первой группы, при большом количестве свободноплавающей нефти, используется гравитационный способ (отстой в нефтеловушках). При малом количестве свободноплавающей нефти — фильтрация с применением стационарных фильтров, заполненных инертными материалами (песок, гравий, базальт, пластмасса, пористая керамика, антрацит, графит и др.), или механических фильтров и специальных осмотических мембран.

Далее

Для отстоя нефти из сточных вод применяются нефтеловушки самых разнообразных конструкций. В последнее время распространение получили нефтеловушки с параллельными перегородками и особенно с рифлеными пластинами.

Далее

Для повышения эффекта очистки флотацией одновременно с воздухом в очищаемые сточные воды целесообразно подавать раствор коагулянта, образующего микрохлопья, всплывающие с захваченными ими тонкими частицами нефти в виде пены. Как показал опыт, очистка нефтесодержащих сточных вод напорной флотацией с предварительной обработкой коагулянтом — сульфонатом алюминия (до 100 мг/л) и флокулянтом — полиакриламидом (1—2 мг/л) позволяет повысить степень очистки до 70— 80%.

Далее

Иногда флотацию и коагуляцию сочетают с фильтрацией. Побочным продуктом реагентной флотации сточных вод на нефтеперерабатывающих заводах является нефтешлам, содержащий механические примеси, нефть, смолы, воду, соли, ионы реагентов применяемых коагулянтов и т. п. При направлении этого шлама в пруды-накопители или на иловые площадки он может служить источником загрязнения почвы и окружающей среды. Поэтому шлам подвергается комплексной обработке, предусматривающей обезвоживание и уплотнение, выделение из него нефти, максимально возможную регенерацию коагулянта.

Далее

В связи с ужесточением требований к качеству сточных вод по всем загрязняющим ингредиентам большое распространение получили методы обработки сточных вод с использованием различных адсорбентов, в частности активированных углей. При адсорбционной очистке не образуется шлама или осадка, получающегося при очистке коагулянтами или другими методами.

Далее

На нефтеперерабатывающих заводах физико-химические методы очистки сточных вод, как правило, играют вспомогательную роль. Они используются для химического окисления загрязнений, деэмульгирования нефтяных эмульсий и коагулирования взвешенных частиц. Наибольший интерес представляют методы ■очистки сернисто-щелочных и сульфидных сточных вод.

Далее

Биохимическая очистка является в настоящее время одним из основных методов очистки сточных вод на нефтеперерабатывающих заводах (на 58% НПЗ). Этот метод очистки относительно дорог и сложен в эксплуатации. Поэтому его следует использовать только после осуществления комплекса мер по максимальному сокращению количества сточных вод, требующих глубокой очистки, и проведению предварительной очистки сточных вод описанными выше механическими и физико-химическими методами . Биохимическая очистка, с точки зрения организации безотходного производства, не может считаться универсальной, так как поступающие со сточными водами нефть и другие ценные вещества при этом методе очистки не извлекаются, а перерабатываются в избыточный ил, также требующий обезвреживания.

Далее

После прохождения всего комплекса очистных сооружений глубоко очищенные стоки первой системы канализации должны направляться в оборотные системы водоснабжения, а стоки второй системы канализации —на установки термического обезвреживания.

Далее

Биохимическая очистка сточных вод в аэротенках связана с накоплением активного ила, избыток которого нужно периодически удалять во избежание ухудшения сорбционной и окислительной способности ила. Избыток активного ила, образующегося на биохимических очистных сооружениях НПЗ, составляет при полной очистке всех отводимых сточных вод 50— 500 м3/сут при влажности 98—99,5%, или 3—25 л/т перерабатываемой нефти. Прирост активного ила (по сухому веществу) составляет 20—200 г/м3 очищаемых сточных вод [90].

Далее

Активный избыточный ил в основном не утилизируется, а вывозится на иловые площадки, которые занимают значительные площади, где ил гниет, загрязняя окружающую среду! Ил, предназначенный для сжигания вместе с нефтяными шламами, предварительно коагулируют и обезвоживают на барабанных вакуум-фильтрах (без сбраживания).

Далее

В СССР и за рубежом предложены следующие способы переработки нефтяных шламов и утилизации содержащихся в них нефтепродуктов: предварительное обезвоживание, термическая или пресс-сушка обводненного шлама и ■ переработка полученных нефтепродуктов по различным схемам (в зависимости от -качества органической части, выделенной из шлама); предварительное обезвоживание, термическая сушка, брикетирование высушенного шлама с различными наполнителями (угольной пылью, опилками, сланцами и т. д.) и использование брикетов в качестве топлива; газификация обезвоженного или частично обезвоженного шлама; сжигание без обезвоживания и термической сушки в виде эмульсии и использование выделяющегося тепла для производственных целей.

Далее

Твердые отходы обезвреживают, сжигая их в печах (многоподовых, вращающихся и с псевдоожиженным слоем). В последнее время предпочтение отдают печам с псевдоожиженным слоем инертного теплоносителя, в качестве которого чаще всего используют кварцевый песок. Его поддерживают в псевдоожиженном состоянии при помощи нагретого воздуха. Осадок сжигают при 800—1000 °С. Верхнюю часть печи, расположенную над псевдоожиженным слоем, используют как камеру дожита.

Далее