Защита окружающей среды путем организации утилизации нефтешламов

Объемы отходов нефтепродуктов и нефтезагрязнений, скопившихся на отдельных объектах, составляют десятки и сотни тысяч кубометров. Нефтешламы и отходы собираются и накапливаются в специально отведенных местах, большинствокоторых построено в начале 50-х годов. Со временем такие хранилища превратились из средств предотвращения нефтезагрязнений в их постоянно действующий источник. 

1611-3

Наталья Русанова,
преподаватель Ижевского государственного технического университета

В таких условиях перед специалистами нефтегазовой отрасли стоит инжиниринговая задача – найти альтернативный метод утилизации продукта зачистки накопителей и резервуаров (нефтешламов) находящихся в ведении нефтегазовых предприятий.

В настоящее время используется три метода очистки нефтеотходов: фильтрование, сжигание и отстаивание. Каждый из них имеет свои положительные стороны. Но эти технологии имеют много недостатков и требуют усовершенствований.

Так, фильтрование – процесс длительный и дорогостоящий. Кроме того, он оставляет нерешенной проблему утилизации отфильтрованного материала и доочистки отделенной воды.

Утилизация нефтешламов посредствам отстаивания и вовсе не решает проблему, так как является медленным и неэффективным процессом, для которого требуется большие площади для отстойников и большие дозы дорогостоящих химикатов. В результате распада остаются химически небезопасные элементы.

Сжигание на сегодняшний день является одним из популярнейших методов утилизации ядовитых отходов вообще. Ценная углеводородная составляющая при этом безвозвратно уничтожается. Кроме того, ущерб, наносимый экологии планеты, огромен. Выброс ядовитых газов в атмосферу превышает все разумные нормы.

Безусловно, сегодня существует множество различных приборов и технологий нового поколения, которые, во-первых, позволяют уменьшить пагубное действие на экологию, во-вторых, сохранить достаточное количество важных углеводородных частиц. Различного вида центрифуги и сепараторы, как импортного, так и отечественного производства, очищают воду, уменьшают вредное влияние механических частиц, при этом сохраняют углеводородную составляющую. Данные способы утилизации требуют меньше затрат, чем просто сжигание нефтешламов, а уровень их эффективности на порядок выше.

Например, действие ГД-сепаратора базируется на гравидинамическом принципе – разделение двух жидкостей происходит за счет специальным образом организованного движения(от 0.1 м3/час до 2000 м3/час), при котором достигается ускоренная коалесценция (слияние и укрупнение) мелких капель масел и нефтепродуктов, а затем их отделение из водной среды, в том числе под действием сил естественной гравитации.

Наиболее выигрышным для зачистки резервуаров объемом до 50000 м3 и нефтешламовых накопителей (отстойников) представляется вариант с применением комплексных систем. Их главные преимущества:

  • возврат нефти из нефтешлама в оборот в товарном виде, что, несмотря на достаточно высокую начальную стоимость комплексов, приводит к окупаемости затрат в срок от 1 до 2 лет за счет сохранения углеводородной фракции, пригодной к последующей реализации на рынке нефтепродуктов;
  • минимальное содержание нефтепримесей в твердом остатке, что дает возможность использовать твердую фазу, например, для укладки в полотно дорог (асфальтобетон); подходит в качестве заменителя дорогостоящей песчано-гравийной смеси (материала природного происхождения;
  • содержание нефти на уровне 1,5-2,5% в водной фазе, что позволяет проводить биологическую очистку воды в кратчайшие сроки (отпадает необходимость предварительной доочистки, значительно уменьшается объем применяемых биологически активных веществ);
  • производительность комплексов составляет 10–15 тысяч тонн перерабатываемого нефтешлама в год.

Принципиальная схема технологического комплекса в общем виде включает в себя следующие компоненты.

1. Системы (устройства) извлечения нефтешлама из отстойников и резервуаров.

Для забора нефтешлама из накопителей предлагается использовать погружные насосы, расположенные на специальных понтонах (настилах) с системой подогрева прилегающей к ним области площадью 50-70 м2.

Отбор нефтешламовой массы и перемещение ее в блок подготовки может осуществляться с берега отстойника с помощью экскаватора с длинной стрелой (до 18 метров), на котором установлен специальный ковш с вращающимся решетчатым барабаном и подающимся в него через змеевик пара для нагрева нефтешлама при его перемешивании.

Для резки нефтешламовой поверхности и разделения ее на отдельные куски, могут быть применены специальные установки высокого давления, которые способны перемещаться по понтону или берегу отстойника. Перемещение нефтешламовых «айсбергов» может быть осуществлено с помощью скиммеров, бонов, специальной амфибии.

При перемещении нефтешламового «айсберга», в зумпфовый приямок, происходит нагрев нефтешлама и его перевод в состояние, достаточное для забора насосом.

Для зачистки резервуаров используется специализированный гидротрактор, заносимый через имеющиеся люки резервуара по частям и собираемый внутри резервуара за 4-5 чел./часов. Специальный насос, который также заносится в резервуар, позволяет перекачивать разжиженный нефтешлам в установку предварительной подготовки.

2. Системы первичной переработки шлама.

После того, как нефтешлам вынут из накопителей, в работу подключается установка предварительной обработки для удаления любого тяжелого материала (например, камней и др.). Система позволяет эффективно нагревать, перемешивать, циркулировать и осветлять шлам. Благодаря использованию паровых змеевиков, нефтяной шлам можно безопасно нагревать до необходимой температуры для получения оптимальной сепарации в декантаторе. Миксеры перемешивают нефтяной шлам для фильтрации любых твердых веществ и предотвращают образование осадка. Для дальнейшего улучшения эффективности для шлама, которому необходим дополнительный нагрев для получения хорошего качества сепарации, может быть задействован теплообменник. Это дает возможность увеличить нагрев без задержек в производстве. Когда шлам нагрет и гомогенизирован, он закачивается при контролируемой скорости в трехфазный горизонтальный декантатор через смесительный трубопровод и химическую дозирующую систему. Химические флокуливующие средства также подаются в центрифугированный сырьевой трубопровод через смесительный трубопровод. Это позволяет хорошо перемешивать шлам с химическими агентами. Дозирующая система состоит из двух резервуаров, так как для эффективного перемешивания порошка и воды требуется время. Для корректной работы флокуливующие средства необходимо перемешивать не менее часа. Пока один резервуар перемешивает, другой питает пульпопровод декантатора. Размер резервуаров сконструирован таким образом, чтобы опустошаться как раз за час. За это время питание может быть переключено на полный резервуар, где флокуливующие агенты основательно перемешаны.

3. Системы фазоразделения нефтешламов (трехфазный, горизонтальный декантатор).

Декантатор позволяет нефтяному шламу быть разделенным на три фазы: воду, нефть и твердые вещества. Теплообменник устанавливается в системе рециркуляции. Пропускная способность с продуктом такого типа через одну систему будет около 4-5 м3/ч.

Блок-схему процесса можно представить в виде, приведенном ниже.

В результате очистки отходов нефти, по предложенной технологии, получаем содержание воды в нефти – 2,5% ,нефти в воде - 2,5%, нефти в твердой фракции 2,5% .

Нефть  2,5% ,

Вода  2,5% ,

Твердая фракция  2,5% ,

Это вполне соответствует современным экологическим требованиям. Можно с уверенностью утверждать, что современные, экономически эффективные и экологически безопасные методы утилизации и переработки нефтешламов и нефтеотходов, конечно, существуют. Дело за специалистами нефтегазовой отрасли.

Литература

  1. Шохин В.Н., Лопатин А.Г. Гравитационные методы обогащения. М.: Недра, 1980,
  2. Шевчук Николай Константинович , изобретатель и патентообладатель .RU (11) 2045351 (13) C16 B03B5/32).
  3. http://www.urf.ru/productstop/sozh(Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека (Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004))

Промышленная безопасность

news270420-1

Президентом России подписан Федеральный закон «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам допуска в эксплуатацию энергоустановок»

Президентом Российской Федерации подписан Федеральный закон от 24 апреля 2020 г. № 141-ФЗ «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам допуска в эксплуатацию энергоустановок». Проект Федерального закона был разработан Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору. Федеральным законом вносятся изменения в федеральные законы «Об электроэнергетике» и «О теплоснабжении», регламентирующие вопросы получения разрешений на допуск в эксплуатацию…

Государственный надзор

news030720-1.4

Сотрудничество длиною в четверть века

История взаимодействия АО Промышленная Группа «Метран» и ПАО «Газпром» берет свое начало в середине 1990-х годов. «Оборудование, произведенное на заводе «Метран», обеспечивало безаварийную эксплуатацию опасных производственных объектов компании, что позволило Метрану зарекомендовать себя как надежного производителя и уже к середине 2000-х поставлять большую часть КИП для измерения давления и температуры на предприятия газовой отрасли», – рассказывает Александр ГЛАЗЫРИН, генеральный директор группы. –…

Охрана труда, аттестация специалистов, персонал

news040419-3

Травматизм снижается, но проблемы остаются

По данным Росстата и Министерства труда, производственный травматизм снизился более чем в два раза за последние 10 лет, в 2018-м положительная динамика сохранилась. Вместе с тем эксперты отмечают, что, несмотря на улучшения, остались нерешенные проблемы. Что чаще всего становится причиной несчастных случаев на производстве и какие современные инструменты могут изменить ситуацию? По данным Росстата, численность пострадавших в результате несчастных случаев (НС) в 2017 году уменьшилась в 1,4 раза по сравнению с…

Энергетика

news170520-1

Президент России утвердил новую Доктрину энергетической безопасности страны

Указом Президента Российской Федерации от 13 мая 2019 г. № 216 утверждена новая Доктрина энергетической безопасности Российской Федерации – документ стратегического планирования в сфере национальной безопасности Российской Федерации. Доктрина разработана Минэнерго России совместно с другими заинтересованными федеральными органами исполнительной власти и организациями ТЭК во исполнение поручения Президента Российской Федерации. В новой Доктрине с учетом произошедших изменений в международной обстановке и…

Экология

news181219-2

Госдума запретила сжигать непереработанный мусор

Закон также уточняет вопросы платы за негативное воздействие на окружающую среду Госдума приняла закон, расширяющий понятие "утилизация отходов", он подразумевает плату за негативное воздействие на окружающую среду, а также запрещает сжигать отходы до извлечения из них полезных свойств. Документ вступит в силу с 1 января 2020 года. "Третье чтение прошел документ, совершенствующий законодательство в сфере охраны окружающей среды. Он, в частности, запрещает сжигание отходов без предварительной переработки и…

Саморегулирование

Компенсационные фонды – и ныне там

Саморегулирование в строительной отрасли существует уже более двух лет, однако, многие вопросы, связанные с одним из базовых механизмов саморегулирования – компенсационными фондами – до сих пор остаются нерешенными. Компенсационный фонд саморегулируемой организации воплощает собой основную идею саморегулирования – коллективную ответственность членов саморегулируемых объединений за результаты их работы. Порядок формирования, размещения и осуществления выплат из компенсационных фондов СРО в строительной отрасли…