Экология СПРАВОЧНИК

Нефть, поступающая на нефтеперерабатывающие заводы, как правило, проходит предварительное обезвоживание и обес-соливание на промыслах. Качество предварительно подготовленной нефти зависит от множества факторов, а также от принятых схем ее подготовки. Обводненность поступающей нефти колеблется в среднем в пределах 1—2%, а солесодержание изменяет ся от 50 до 1200 мг/л. При высоком солесодержании происходит коррозия оборудования, поэтому основная задача обессоливающих установок — наиболее полное удаление соли из нефти.

Далее

Разделение нефти на фракции производится на установках первичной перегонки нефти — атмосферных трубчатках (АТ) или атмосферно-вакуумных трубчатках (АВТ) с применением дистилляции и ректификации. При первичной перегонке нефти вырабатываются: сжиженный углеводородистый газ, бензиновые, керосиновые и дизельные фракции, мазут. При вакуумной перегонке мазута дополнительно получаются вакуумные дистилляты и гудрон. На установках АВТ (АТ) предварительно подготовленная нефть, в которой содержится около 0,1% воды, поступает в колонну предварительного отбензинивания нефти (К-1). В процессе перегонки нефти вода испаряется и вместе с углеводородными газами и бензиновыми фракциями выводится из ректификационной колонны К-2 в конденсаторы. На отдельных установках для улучшения отбензинивания нефти в колонну К-1 подают пар. Сконденсировавшиеся продукты направляются в газосепаратор, из которого сверху отводится газ, затем бензин, а отстоявшаяся вода сбрасывается в канализацию. Сточные воды, образующиеся при переработке нефти и нефтепродуктов, в дальнейшем будем называть технологическими конденсатами, поскольку в этих процессах используются пар или вода. Качество технологического конденсата из колонны К-1 зависит, главным образом, от качества перерабатываемой нефти и примятого режима отбензинивания. Так, анализ сточных :вод на нескольких НПЗ показал, что при переработке сернистых нефтей содержание в них сульфидов (в пересчете на сероводород) колеблется в пределах 3—20 мг/л (табл. 1.2). При переработке высокосернистой нефти типа арланской содержание сульфидов в воде практически остается таким же; при поступлении на переработку нефтей типа введеновской и чекмагушской загрязненность сульфидами возрастает и может достигать 400 мг/л. Так как технологический режим колонны К-1 на установках АВТ (АТ) практически одинаков, то такое значительное различие объясняется присутствием в введеновской и чекмагушских нефтях нестойких сернистых соединений, способных разлагаться при температуре до 170°С (температура нагрева сырья колонны К-1).

Далее

Установки термического крекинга предназначены для переработки тяжелых нефтепродуктов (мазута, гудрона) с получением газа, бензина, газойля и крекинг-остатка. Установки термического крекинга построены на многих нефтеперерабатывающих заводах, но в последние 10—15 лет этот процесс несколько утратил свое значение в отношении углубления переработки нефти, в основном его применяют для подготовки сырья и получения различных сортов нефтяного кокса.

Далее

Установки каталитического крекинга предназначены для получения бензина с высоким октановым числом. В качестве сырья используется вакуумный газойль с установок АВТ, газойли коксования и термического крекинга. В основном на НПЗ применяют установки каталитического крекинга с шариковым или пылевидным катализатором. В результате каталитического крекинга сырья на установках получают газ, бензин, легкий газойль, тяжелый газойль, которые используются или как товарные продукты, или как сырье для дальнейшей переработки.

Далее

Остаток из колонны вместе с рециркулирующими фракциями нагревается в реакционном змеевике печи, туда же в качестве турбулизатора подается водяной пар (до 5—8% на сырье). Сырье вместе с турбулизатором нагревается до 500 °С и направляется в реакторы на коксование. Переключение реакторов производится четырехходовыми кранами, для блокирования которых подается водяной пар (до 1% на сырье). После заполнения одного из реакторов коксом, поток сырья переключают на другой реактор, а в закоксованный реактор подают водяной пар для отпаривания летучих фракций и охлаждения кокса. Образующаяся при этом парогазовая смесь направляется сначала в ректификационную колонну, а затем в конденсатор смешения Е-9. После пропарки температура верха реактора снижается до 200—250 °С, дальнейшее охлаждение кокса производится оборотной водой, подаваемой в реактор. Образующаяся при этой операции парогазовая смесь также направляется в конденсатор смешения Е-9. После охлаждения производится гидровыгрузка кокса из реактора.

Далее

Получаемые на установках АВТ и АТ дизельные фракции имеют сравнительно высокую температуру застывания (—10 °С). Чтобы получить зимнее дизельное топливо с температурой застывания —45 °С, необходимо из дизельных фракций извлечь парафины, что осуществляется на установках карбамидной депарафинизации.

Далее

Газофракдионирующие установки (ГФУ) предназначены для разделения смеси газов на индивидуальные компоненты или на технические фракции, пригодные для дальнейшей переработки. В качестве сырья используются прямогонные газы с установок первичной перегонки нефти каталитического риформинга и газы каталитического крекинга. Эти газы, как правило, содержат сероводород, меркаптаны, поэтому их предварительно направляют на моноэтаноламиновую очистку для удаления основного количества сероводорода и части меркаптанов.

Далее

Деасфальтизация масел. Процесс деасфальтизации предназначен для удаления смолисто-асфальтеновых соединений из гудронов и полугудронов. Для этих целей применяют жидкий пропан, в котором растворяются ценные компоненты масел, а смолисто-асфальтеновые вещества выпадают в осадок. После разделения гудрона на асфальт и деасфальтизат из полученных продуктов необходимо удалить пропан. Основная масса пропана из деасфальтизата отгоняется в испарителях, остатки пропана из деасфальтизата и асфальта удаляются в отпарных колоннах с использованием водяного пара. Расход пара на установке колеблется в пределах 0,3—0,4 м3/ч. Газообразный пропан и водяные пары направляют в конденсатор смешения. Пропан с верха конденсатора поступает в компрессор, а загрязненная вода сбрасывается в канализацию.

Далее

Большинство нефтепродуктов, вырабатываемых на нефтеперерабатывающих заводах, доставляется потребителям по железной дороге. Для погрузки нефтепродуктов в цистерны на заводах . имеются эстакады, обеспечивающие одновременный налив до 50 цистерн. Как правило, на заводах сооружают несколько эстакад, каждая из которых предназначена для отправки определенной группы нефтепродуктов: светлых, темных, масел, битумов, сжиженных газов.

Далее

Работа действующего сооружения должна оцениваться на основе совместного определения его технологической и гидравлической эффективности [15]. Под технологической эффективностью понимают степень задержания загрязнений из сточных вод. Гидравлическую эффективность в первом приближении оценивают степенью использования объема сооружения.

Далее

Выделение основной массы крупных загрязнений на начальной стадии очистки позволяет значительно упростить эксплуатацию последующих сооружений. Кроме того, задержанная крупнодисперсная нефть мало обводнена, что упрощает ее подготовку для технологического процесса.

Далее

В схемах очистки нефтесодержащих сточных вод основными сооружениями являются нефтеловушки, в которых улавливается до 90—95% нефти, возвращаемой в технологический процесс. От эффективной работы нефтеловушек зависит качество очистки воды в последующих сооружениях.

Далее

Для очистки сточных вод наиболее широкое применение получили валорный, открытый и (Многоярусный гидродиклоны [21]. Исходная вода поступает в гидродиклоны через тангенциальный ввод, обеспечивающий вращательное движение потоку. В напорных гидроциклонах, имеющих сравнительно небольшой диаметр цилиндрической части (/3 = 15—1000 мм), примеси выделяются в результате воздействия центробежных сил, которые превосходят силы тяжести в сотни и тысячи раз. Поэтому соответственно сокращается продолжительность процесса и уменьшается необходимый для очистки объем по сравнению с объемом отстойников. В открытых и многоярусных гидроциклонах, диаметр которых составляет 2—12 м, центробежные силы столь незначительны, что могут не учитываться при расчете. Однако при вращательном движении потока создаются условия, способствующие агломерации взвесей, а следовательно более интенсивному их выделению. Кроме того, при движении потока по спирали более полно используется объем аппарата. Перечисленные преимущества позволяют выполнять открытые гидроциклоны меньшего объема по сравнению с отстойниками; они работают при больших удельных гидравлических нагрузках, что позволяет сократить площади, требуемые для размещения очистных сооружений.

Далее

Для обеспечения более глубокой очистки воды от свободных нефтепродуктов вода после нефтеловушек, как правило, проходит сооружения дополнительного отстаивания [7].Водораспределительное устройство (см. рис. 2.26) состоит из центрального кольцевого подводящего и распределительного канала, образованного опорой и подводящей трубой, и водораспределительных лопаток, представляющих собой плоские диафрагмы с отверстиями, пропорционально перекрывающими сечение канала. Рабочий поток сточной жидкости, движущийся в распределительном устройстве снизу вверх, делится по высоте диафрагмами на равные части. Исследованиями ВНИИ ВОД-ГЕО установлено, что для устойчивой работы пропорционального водораспределительного устройства, скорость потока в канале не должна быть ниже 0,25 м/с. Из этого условия и назначаются размеры устройства.

Далее

Одним из непременных условий работы фильтров является периодическая регенерация фильтрующего слоя. О необходимости выключения фильтра на регенерацию свидетельствуют предельные потери напора или увеличение содержания загрязнений в профильтрованной воде, т. е. когда фильтр предельно насыщается загрязнениями.

Далее

Физико-химические методы применяют для очистки нефтесодержащих сточных вод от коллоидных и растворенных загрязнений, количество которых в воде после сооружений механической очистки остается практически неизменным. Нефтяные эмульсии, составляющие некоторую часть (примерно 1—5%) общего загрязнения сточных вод НПЗ нефтепродуктами, образуются вследствие стабилизации капелек нефти в воде поверхностно-активными веществами (нафтеновые и жирные кислоты, смолы, асфальтены и т. д.), а также электролитами. Эти нефтяные загрязнения не улавливаются на сооружениях механической очистки и могут быть выделены из воды только физикохимическими методами и сооружениями, которыми должны быть дополнены существующие схемы [7, 17, 45].

Далее

Коагуляция, как правило, происходит под воздействием веществ, именуемых коагулянтами [44]. При введении коагулянтов в воду они обволакивают взвешенные частицы, полностью меняя их поверхностные свойства и нейтрализуя их заряд. Поэтому происходит их слипание в крупные агломераты, имеющие большую скорость осаждения. Коагулянты не только вызывают укрупнение частиц загрязнений, но и образуют, гидролизуясь, малорастворимые продукты, способные объединяться в крупные хлопья. Коагуляцией могут удаляться не только коллоидные, но и частично растворенные загрязнения. Это важное свойство коагулянтов расширяет практическую ценность метода.

Далее

Немаловажную роль в эксплуатации систем физико-химической очистки играет организация и эксплуатация реагентного хозяйства. Приготовление растворов коагулянтов производится в растворных баках, в которые подается водопроводная или очищенная вода. Баки должны иметь коническое днище, чтобы облегчить удаление выпавшего осадка. Растворяющийся коагулянт перемешивается воздухом с интенсивностью 4—5 л/см2 или лопастными (пропеллерными) мешалками. Для равномерной подачи воздуха в объем растворного бака последний оборудуют решеткой из дырчатых трубопроводов (диаметр отверстий 5— 10 мм), расположенной в придонной части. Концентрация раствора реагента в зависимости от его вида обычно колеблется от 15 до 40%.

Далее

При проведении процессов коагуляции и флокуляции большое значение имеет равномерность распределения используемых реагентов в обрабатываемом объеме воды. Это, как правило, осуществляется интенсивным перемешиванием в смесителях.

Далее

Более целесообразно совмещать камеры хлопьеобразования с сооружениями, предназначенными для выделения хлопьев ско-агулированных взвесей. Скоагулированные нефтесодержащие сточные воды НПЗ можно очищать в отстойных сооружениях (рис. 3.6, 3.7) на фильтрах (контактная коагуляция). Однако наиболее эффективным методом для данного вида сточных вод является флотация.

Далее

Перечисленные недостатки часто являются причиной отказа от этих методов. Однако в ряде случаев электрохимические методы успешно конкурируют с реагентными.При использовании в качестве анода железных или алюминиевых электродов происходит их электролитическое растворение, при котором в сточную воду переходят ионы этих металлов, превращающиеся в гидроксиды или основные соли этих металлов, обладающие коагулирующей способностью. На этом принципе основан процесс электрокоагуляции загрязнений сточных вод. При электрокоагуляции сточных вод, содержащих тон-кодиспергированные загрязнения, могут идти и другие электрохимические и физико-химические процессы, такие как: электрофорез, катодное восстановление растворенных в воде органических и неорганических веществ, химические реакции между ионами железа или алюминия и содержащимися в воде ионами с образованием нерастворимых солей. Поэтому эффект очисткк воды при электрокоагуляции в ряде случаев более высокий, чем: при ее обработке одинаковыми, в пересчете на металл, дозами солевых коагулянтов. При использовании нерастворимых электродов пузырьки выделяющихся газов сорбируют на своей поверхности загрязнения и, поднимаясь вверх, увлекают их за собой. На этом принципе основан процесс электрофлотации.

Далее

В настоящее время сорбция является практически единственным методом, позволяющим очищать сточные воды НПЗ от продуктов переработки нефти до любого требуемого уровня.Адсорбция из водных растворов — процесс чрезвычайно •сложный и поэтому, несмотря на многовековое практическое использование, пока отсутствуют расчетные зависимости, пригодные для всех случаев. Основную информацию о сорбционных свойствах материала и характера адсорбции на нем определенных веществ содержат изотермы адсорбции — зависимости концентраций сорбата на сорбенте, или адсорбционной емкости (А, мг/л), от концентрации сорбируемого вещества в растворе (С, мг/л) при постоянной температуре: Л = /(С)Т.

Далее

Биохимическая очистка является одним из основных методов очистки сточных вод НПЗ как перед сбросом их в водоем, так и перед повторным использованием в системах оборотного водоснабжения ![3, 7, 77, 78]. Считается, что микроорганизмы способны окислять все органические вещества, за исключением тех искусственно синтезированных, которым нет аналогов в природе [79]. Интенсивность и последовательность окисления микроорганизмами того или иного вещества зависят от многих факторов, но решающее влияние на эти процессы оказывает химическое строение вещества. Наименее доступными источниками углерода являются вещества, не содержащие атомов кислорода,— углеводороды. Тем не менее, углеводороды в отсутствие в сточных водах в достаточном количестве других легко разлагаемых источников питания также расщепляются микроорганизмами активного ила. Микроорганизмы способны использовать углеводороды разных классов простого и сложного строения [80]. По-видимому, практически все углеводороды, входящие в состав нефти, могут являться объектом микробиологического воздействия.

Далее

В табл. 4.5 приведены усредненные данные по биохимической очистке сточных вод при аэрации воздухом и техническим кислородом. Из таблицы следует, что значительная интенсификация процесса достигается при использовании кислорода. Период аэрации в зависимости от вида сточных вод снижается с 6—12 до 1—3 ч, что позволяет в 4—8 раз уменьшить объемы аэротенков или соответственно увеличить их производительность по сравнению с производительностью при обычной аэрации воздухом. Следует отметить, что технический кислород, помимо интенсификации диффузионных процессов растворения кислорода, ускоряет и биохимический процесс окисления. Применение технического кислорода вместо воздуха позволяет увеличить удельную скорость окисления органических загрязнений по БПКполн в 1,5—3,8 раза в зависимости от вида сточных вод. Активный ил при аэрации техническим кислородом обладает значительно лучшими свойствами: в нем не развиваются нитчатые формы бактерий, он не «вспухает», лучше осаждается. Это позволяет применять для разделения иловой смеси вторичные отстойники обычной конструкции, несмотря на увеличение дозы ила до 5—10 г/л.

Далее

Показатели работы большей части биохимических очистных сооружений соответствуют нормативным требованиям. Однако при расположении НПЗ вблизи водоемов, имеющих важное рыбохозяйственное значение, а также в случае невозможности сброса в них биохимически очищенных сточных вод [8] последние подвергают доочистке (третичной очистке). В качестве сооружений доочистки наибольшее распространение нашли биологические пруды. Продолжительность пребывания сточных вод в биологических прудах составляет 2,6—14,8 сут. Согласно нормам ВНТП 25—79 [7], биологические пруды устраивают с естественной или искусственной аэрацией из двух параллельных трехступенчатых секций и рассчитывают на .5— 10-суточное пребывание сточных вод.

Далее

В систему канализации установок подготовки нефти поступают солесодержащие сточные воды, загрязненные нефтепродуктами и механическими примесями, концентрация которых колеблется в широких пределах (см. табл. 1.1) ив отдельных случаях может превышать 100 г/л. В качестве сооружений локальной очистки используются нефтеловушки или отстойные резервуары. Рабочий объем нефтеловушек обеспечивает продолжительность отстаивания сточных вод в пределах 1—4 ч. При колебании содержания нефтепродуктов на входе от 1000 до 15 000 !мг/л нефтеловушки обеспечивают снижение этой концентрации до 150—350 мг/л. На НПЗ в локальные нефтеловушки направляют все сточные воды, образующиеся при подготовке нефти.

Далее

На нефтеперерабатывающих заводах технологические конденсаты образуются на установках АВТ и АТ, каталитического и термического крекинга, гидроочистки и гидрокрекинга, замедленного коксования, Парекс. Загрязненность технологических конденсатов зависит от типа перерабатываемой нефти и технологического процесса, в котором они образуются (табл. 5.1).

Далее

Барометрические воды с установок АВТ, загрязненные в основном нефтепродуктами и сероводородом (см. п. 1.2), составляют примерно 30% от общего количества образующихся на заводе сточных вод. Раньше эту группу вод называли сернистокислыми и после очистки в нефтеловушках сбрасывали в водоем. В настоящее время эти сточные воды выделены в самостоятельную систему (третья система водоснабжения), и после очистки их возвращают в технологический процесс.

Далее

При гидровыгрузке кокса образуется от 150 до 200 м3/ч сточных вод, загрязненных коксовой мелочью. Количество загрязнений колеблется в широких пределах и зависит от способа удаления кокса из реакторов.

Далее

На рис. 5.18 представлена схема, применяемая на первых установках замедленного коксования для улавливания углеводородов [115]. В конденсатор смешения поступают пары воды и нефтепродуктов, образовавшиеся в процессе прогрева, пропарки и охлаждения кокса, сюда же поступают сбросы от предохранительных клапанов реакторов и продукты от «дыхания» резервуаров, для конденсации которых используется оборотная вода. Сконденсировавшаяся часть нефтепродуктов вместе с водой сбрасывается в канализацию, а газы выбрасываются через трубу в атмосферу. Необходимый расход воды, подаваемой в конденсатор, поддерживается клапаном автоматически, чтр позволяет исключить перерасход воды и поддерживать заданную температуру выбросов в атмосферу и сбрасываемых вод.

Далее

В лабораторных условиях проверяли также возможность использования озона для более интенсивного окисления ТЭС. Озон получали в лабораторном озонаторе при напряжении 12 000 В. При концентрации озона в реакционном газе 75— 80 мг/л удельный расход его составлял 6 л/л воды, время контакта 15—20 мин. При этих условиях обеспечивается снижение ТЭС в стоках с 5 до 0,1—0,3 мг/л. Для более полного окисления ТЭС требуется увеличить время контакта или использовать катализаторы.

Далее

На современных заводах первой системой канализации отводится 65—80% производственных вод, образующихся на заводах. При строительстве новых и реконструкции действующих заводов рекомендуется предусматривать отдельную канализационную сеть для отвода поверхностных вод с территории заводов.

Далее

После песколовок сточные воды направляются в нефтеловушки, объем которых равен 2-часовому расходу поступающей воды. В нефтеловушке выделяются мелкодиспергированные нефтепродукты и тяжелые взвеси гидравлической крупностью 0,8 мм/с. Затем сточные воды направляются в радиальные отстойники для дополнительного отстаивания. Объем отстойников рассчитывают на 6-часовой приток сточных вод [7].

Далее

Применяемая на НПЗ схема сооружений очистки сточных вод хотя и обеспечивает требуемую степень очистки, однако, как показывают результаты эксплуатации, наладки и исследований, имеет существенные недостатки, которые усложняют эксплуатацию, удорожают строительство и являются причиной загрязнения окружающей среды.

Далее

На нефтеперерабатывающих заводах всегда имеются участки территории, загрязненные нефтью и нефтепродуктами (аварийные разливы, утечки из трубопроводов или резервуаров и т. д.). Эти загрязнения попадают в поверхностные стоки, образующиеся на территории технологических установок, резер-вуарных парков, а также в технологических лотках. Поверхностные стоки с участков, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, организованно отводятся в первую систему заводской канализации.

Далее

Развитие нефтеперерабатывающей промышленности предусматривает не только увеличение мощностей действующих предприятий, но и размещение новых нефтеперерабатывающих заводов в разных географических районах нашей страны. Все это связано со значительными трудностями, так как нефтеперерабатывающая промышленность относится к водоемким отраслям народного хозяйства.

Далее

Одним из направлений совершенствования технологических процессов является их комбинирование и укрупнение.На действующих заводах, оснащенных старыми установками, также стремятся к ликвидации промежуточных парков и применению прямого питания (если это возможно); устанавливают аппараты воздушного охлаждения. В результате указанных мероприятий как на новых, так и на ранее действующих НПЗ сокращается удельный расход оборотной воды.

Далее

При работе НПЗ по обычной схеме продувка оборотных систем колеблется в основном в пределах 3—5% и при капельном уносе на градирнях около 0,5%, коэффициент концентрирования оборотной воды колеблется в пределах 1,2—1,5. При работе НПЗ с минимальным сбросом или без сброса сточных вод в водоем все очищенные промливневые стоки должны возвращаться на пополнение оборотных систем. Возврат этих вод, которые состоят на 60—70% из сбросов оборотной воды, позволяет минимально сократить продувку оборотных систем, поэтому коэффициент концентрирования повышается в 3—3,5 раза, а при снижении каплеуноса на градирнях — в 5 и более раз.

Далее

Сточные воды второй системы канализации содержат значительно больше солей, чем стоки первой системы и не могут использоваться для подпитки оборотных систем даже после биохимической очистки, несмотря на то, что за последние 10 лет загрязненность стоков II системы солями снизилась в 5—10 раз, что объясняется предварительной подготовкой нефти на промыслах. Принципиальная схема водоснабжения и канализации НПЗ без сброса приведена на рис. 7.2.

Далее

Одной из основных задач, требующих решения при создании НПЗ без сброса сточных вод в водоем, является обессоливание солесодержащих вод с последующей утилизацией полученных солей.Упаривание солесодержащих сточных вод под вакуумом. Этот метод предложен институтом ВНИИПКНефтехим и внедрен на одном из НПЗ для обезвреживания стоков второй системы канализации. Принцициальная схема установки представлена на рис. 7.3 ¡[120, 121]. Установка включает блок содоизвесткового умягчения, многокорпусную вакуум-выпарную секцию и узел получения сухих солей из рапы.

Далее

В процессе эксплуатации систем водоснабжения и канализации на НПЗ образуется значительное количество нефтешлама, который представляет собой смесь различных механических примесей (как минерального, так и органического происхождения), нефтепродуктов и воды.

Далее

При дозах загрузки 5; 7,5; 10 и 12,5 % (от объема ила в метантенке) распад беззольного вещества соответственно составляет 28; 24,4; 18,4 и 11,2%, выход газа 0,39; 0,35; 0,33 и 0,29 л/г. При дозе загрузки 15% процесс прекращается. Опыт эксплуатации городских сооружений показывает, что распад беззольного вещества при сбраживании активного ила в метан-■тенках достигает 45%. выход газа 0,8 л/г при дозах загрузки "7—8%. Сравнение приведенных данных позволяет сделать вывод, что сбраживание активного ила, полученного при очистке .промстоков, протекает неэффективно, поэтому его нельзя реко-кмендовать как метод обезвоживания избыточного активного ила сооружений биохимической очистки НПЗ. Следует отметить, что при сбраживании объем активного ила не уменьшается, но при этом значительно осложняется его последующее обезвоживание.

Далее