Основные технологии переработки твердых отходов нефетеперерабатывающих заводов

Содержание

Введение
1. Утилизация и переработка химических веществ
2. Утилизация адсорбентов не подлежащих регенерации
3. Утилизация золы и твердых продуктов, получающихся при термической обработке сточных вод
4. Переработка смол и осадков сточных вод
5. Характеристика и технологии утилизации кислых гудронов
Заключение
Список использованной литературы

Основные технологии переработки твердых отходов нефетеперерабатывающих заводов

Для выбора площадки необходимо учитывать наличие в данном месте водозабора, проницаемость почвы.
Захоронение необходимо обваловывать и обеспечить дренажными каналами.
Максимальное количество нефтепродуктов, распределённых по поверхности при захоронении не более 10 кг/м3 .
Вспашка производится от 1 раза в месяц до 1 раза в сезон через 2 года.
Для успешной переработки нефтепродуктов нефтеокисляющими бактериями pH почвы должно быть не менее 6,5.
Эта технология применяется для захоронения шлама нефтеперегонных заводов в течении многих лет.
3.Городские свалки.
Адсорбент вермикулитовый иммобилизирует бактерии, перерабатывающие нефтепродукты в активный ил.
Через некоторое время в отработанном сорбенте нефтепродуктов не остаётся.
При проведении эксперимента, был взят адсорбент вермикулитовый, насыщенный нефтепродуктами до 80%, помещенный на городской свалке слоем 30 см.
Через 2 недели, в весенне-осенний период нефтепродукты были полностью переработаны нефтеокисляющими бактериями.
3. Утилизация золы и твердых продуктов, получающихся при термической обработке сточных вод
Зола уноса - улавливаемая в электрофильтрах пыль является одним из самых «популярных» объектов исследования в экологическом направлении, которому посвящены тысячи исследовательских работ в десятках организаций бывшего СССР и России.
Связано это с тем, что огромные массы отходов накапливаются непосредственно вблизи мегаполисов, отчуждая дорогую пригородную землю с тенденцией нелинейного роста и существенно снижая рыночную ценность близлежащей земли и строений. Из-за высокого содержания щелочи и водорастворимых сульфатов давление на окружающую среду (водный и воздушный бассейн, окружающий ландшафт) очень велико.
Основная масса золы 40-50% идет в зольный бетон марки 200 (малая добавка цемента стабилизирует нижнюю границу прочности). Основную прибыль процесса обеспечивает получение дорогих сферических фракций, которые могут быть использованы для производства порошков для копировальной техники – девелоперов и тонеров. Их потенциальная стоимость многократно превышает собственно цену исходной нефти. Для извлечения сферических частиц >20 мкм из магнитных фракций разработан специальный сепаратор, не имеющий аналогов на мировом рынке. Другие продукты переработки:
- кокс в количестве 3-5% (возвращается на сжигание в котел),
- магнетит 6-10% (сырье для черной металлургии),
- специальный черный пигмент 1-2%,
- 30-40% материал для строительных и штукатурных растворов с высокой пластичностью.
Главную проблему составляет утилизация основной массы золы. Дешевый бетон на основе механически активированного зольного вяжущего материала обладает рядом особенностей. В первую очередь имеется ввиду медленный набор прочности в первые дни после затворения, а также необходимость использования через 2-7 суток после активации и добавки раствора хлорида кальция для химической активации стекол и связывания сульфата кальция.6
Оптимальный срок хранения связан с ростом активности в первые дни после активации в ЭМК, а также со старением материала из-за взаимодействия с влагой и углекислым газом. Медленное твердение делают его мало востребованным (только в качестве добавки примерно 15-30% для снижения потребления цемента) обычными бетонными заводами, производящими несущие бетонные плиты с ускоренным процессом твердения для быстрого оборота опалубки. Однако, эти особенности не мешают использованию зольного вяжущего в индивидуальном строительстве для производства безарматурных малых бетонных блоков, а также в строительстве местных дорог и тротуаров из тех же блоков, для мощения откосов мостов и дамб.
Заводы по сжиганию осадка сточных вод, производственные мощности, выполняющие конечную операцию процесса очистки сточных вод – обработку и утилизацию обезвоженного илового осадка. Его утилизация является острой экологической, хозяйственной и социальной проблемой в любом мегаполисе. В СПб. с 1990-х эту проблему успешно решает ГУП «Водоканал СПб.». С кон. 1970-х иловый осадок из СПб. вывозился на специальные полигоны. Подобные полигоны представляют собой экологически опасные объекты из-за выделения вредных и обладающих крайне неприятным запахом испарений, а также в связи с возможным загрязнения грунтовых вод и почв. Потребность города в новых площадях для его размещения в сер. 2000-х составляла 15–17 га ежегодно. Совокупная площадь полигонов к 2007 превысила 170 га, здесь было размещено более 6 млн. кубометров илового осадка. ГУП «Водоканал СПб.» провел тщательный анализ вариантов утилизации осадка, существующих в мировой практике, для решения этой проблемы были привлечены авторитетные отечественные и зарубежные эксперты. Предприятие остановило свой выбор на технологии сжигания осадка в псевдоожиженном слое. Данная технология отличается тем, что процесс горения может происходить за счет собственной теплотворной способности осадка и не требует дополнительной подачи топлива, а также позволяет уменьшить объем осадка в 10–12 раз. Утилизация вырабатываемого в ходе сжигания тепла позволяет не только сэкономить электроэнергию, но и отапливать здания комплексов очистных сооружений. Полученную в ходе сжигания золу можно использовать при производстве техногенных грунтов для дорожного и промышленного строительства, а также для рекультивации свалок и существующих полигонов. В системе водоотведения СПб. в настоящее время функционируют три ЗСО. Первый в СПб. и в России ЗСО был построен в 1997 на Центральной станции аэрации. Он стал также первым в Восточной Европе заводом подобного профиля. В 2007 пущены в эксплуатацию ЗСО на Северной станции аэрации, где проведена реконструкция всего комплекса обработки и утилизации осадка, а также завод термической обработки осадка на Юго-западных очистных сооружениях. Суммарная производительность трех петербургских ЗСО составляет 440 тонн сухого вещества в сутки. СПб. стал одним из первых европейских городов, который на 100% решил проблему утилизации осадка сточных вод.
4. Переработка смол и осадков сточных вод
Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к способу переработки и утилизации легкой пиролизной смолы, образующейся в процессе пиролиза углеводородного сырья.
Известен способ переработки пиролизной смолы с получением в качестве товарного продукта стабильных бензиновых компонентов и тяжелой пиролизной смолы, используемой в качестве печного топлива.
Для получения бензиновых компонентов пиролизную смолу подвергают первичному фракционированию, затем фракцию с началом кипения 180°С гидрируют на алюмопалладийсульфидном катализаторе при температуре 60-150°С и давлении 25-28 ат, после чего подвергают ректификации. Фракцию с температурой кипения 130-180°С используют как стабильный бензиновый компонент. Легкую фракцию после отделения от углеводородов С4-С5 также используют в качестве товарного бензинового компонента. Основными недостатками способа являются его технологическая сложность, энергоемкость, использование дорогостоящих катализаторов.
Известен способ термической переработки смол пиролиза с температурой начала кипения не ниже 150°С с получением термостабильных концентратов ароматических углеводородов или высокоиндексного пека. Смола термически обрабатывается в течение 10-1200 сек при 400-600°С и давлении 20-200 ати. Полученный продукт разделяют на дистиллятную и остаточную фракции. Последнюю подвергают дальнейшей термической обработке при температуре 380-480°С и давлении не выше 50 ати в течение 1-10 часов. Недостатками этого способа являются сложность технологического процесса, большая энергоемкость и низкий выход основного продукта.7
Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки пиролизной смолы - побочного продукта производства этилена (Патент РФ № 2178445 от 20.01.2002) с получением в качестве товарного продукта стабильного бензинового компонента. Процесс осуществляют путем двухступенчатой ректификации (Рисунок 5, а).
А Б
Рисунок 5
Процесс переработки пиролизной смолы
На первой ступени ректификации в колонне К1 при температуре куба колонны 165-170°С и атмосферном давлении выводят как дистиллят первый углеводородный поток F2 (фракция С5-С6), а кубовый остаток F3 подают на вторую ступень разделения. В колонне К2 при температуре куба колонны 182-184°С и остаточном давлении 10-15 мм рт. ст. выводят как дистиллят второй углеводородный поток F4 (фракция С8-С10). На линию вывода потока F4 в целях повышения октанового числа стабильного бензинового компонента подают поток F2 в соотношении 8:1-1,1. Кубовый остаток колонны К2 - тяжелую фракцию С10-С12 используют в качестве печного топлива. Недостатками этого способа являются
1) использование фракций смолы как бензиновых компонентов может иметь не только положительный эффект (повышение октанового числа), но и отрицательный (повышение содержания циклических углеводородов, приводящих к образованию нагара);
2) неполная утилизация пиролизной смолы (образование вязкого продукта, не пригодного в качестве топливного компонента и обладающего высокой коксуемостью);
3) высокие энергетические затраты на получение бензиновых компонентов вследствие проведения процесса ректификации под вакуумом.
В предлагаемом способе переработка легкой пиролизной смолы осуществляется с целью получения трех товарных продуктов: товарной бензольной фракции и двух типов нефтяного растворителя.
Способ переработки и утилизации легкой пиролизной смолы с получением трех органических растворителей включает в себя стадию разделения смолы на четыре фракции и стадию получения продуктов путем смешения определенных фракций. Стадия ректификационного разделения (Рисунок 5,б) протекает в трех колоннах (ступенях разделения) при атмосферном давлении: в первой колонне К1 из смолы выделяют как кубовый остаток тяжелую фракцию F2 с температурой кипения 140-220°С, а дистиллят F1 подают на вторую ступень разделения; во второй колонне К2 выделяют как дистиллят F3 легкую фракцию с температурой кипения 35-75°С, а кубовый остаток F4 подают на третью ступень разделения; в третьей колонне К3 выделяют как дистиллят F5 бензольную фракцию 75-85°С и как кубовый остаток F6 остаточную фракцию 85-140°С. На стадии смешения получают два типа растворителя: смесь фракций 35-75°С и 140-220°С в соотношении 1:1-1.5 и смесь фракций 35-75°С и 85-140°С в соотношении 1:1-1.5. Продукты переработки смолы могут использоваться в нефтяной промышленности для удаления асфальтосмолистых отложений или в качестве растворителя лакокрасочных материалов.
Новая технология основана на термической деструкции отработавших ионообменных смол при их непосредственном контакте с расплавами Pb и /или/ Pb-Bi.(Рисунок 6)

Рисунок 6
Технология утилизации смол с использованием их термической деструкции и капсулирования твердого остатка в РВ и РВ-BI
Технология разрабатывается для пунктов захоронения отходов, которым будут предложены готовые «прямоконтактные» аппараты в блочно-транспортабельном исполнении.
Преимущества прямоконтактной технологии:
- Простота конструкции;
- отсутствие твердых теплопередающих поверхностей;
- малые весогабаритные характеристики.
Технология позволит сократить объем отходов в 50-100 раз и перевести их в безопасную для хранения форму.  Срок окупаемости 6 лет (3 года - после организации серийного производства).
Осадки очистных сооружений - это ил или песок, накопленные в пескоуловителях системы отвода сточных вод. Такие системы были задуманы, чтобы исключить возможность попадания нежелательных элементов или взвешенных веществ (твердых частиц) в канализационные трубы и тем самым привести к их засорению. Последствия засорений нам хорошо знакомы - это подтопления территорий, разливы канализационных стоков на улицах, частичная или полная остановка деятельности города или поселка. Именно поэтому необходимо своевременно производить очистку стоков автомоек.  Откачка илососом - это основной метод очистки автомоек.
Очистку сточных вод разделяют на несколько этапов, среди них обязательно должна быть установка очистки нефтесодержащих стоков, а одним из которых является  механическая очистка. В нее входит целый каскад сооружений:
Грязеприемные решетки - в них задерживаются наиболее крупные частицы (мусор), такими устройствами оснащены практически все автомойки, станции метрополитена, входы в торговые и бизнес центры. В них, например, происходит первичная очистка дождевых стоков;
Пескоуловитель - следующий этап очистки, здесь задерживается до 95% мелких частиц (песок, стекло, шлаки и тд.), разновидностью является жироуловитель. Часто выполняется в виде заглубленной квадратной или круглой камеры объемом от 1 до 300м3 с подведенными канализационными трубами. В одну вода поступает, а из другой вытекает. Твердые частицы оседают внизу ямы за счет силы тяжести.
В первичных отстойниках "осветленная" оседают оставшиеся твердые частицы. Происходит значительное улучшение качества сточной воды, например  значение показателя БПК снижается в 2 раза.
Далее идет биологический этап - уничтожение органики за счет присутствия бактерий.
После биологического этапа очистки сточных вод может применятся каскад устройств и сооружений для более глубокой очистки. Озонирование, воздействие реагентами, обеззараживание и т. д.
Промышленные стоки, также вывозимые на утилизация Нашей компанией, требуют более серьезного отношения к себе. Стоимость очистных сооружений такого рода может достигать миллионов долларов США.
Спецификой утилизации является очистка очистных сооружений и моек автотранспорта на механическом и биологическом этапах. Далее производится утилизация иловых осадков.
Огромное количество образующихся при очистке сточных вод осадков требуют размещения. Его можно осуществлять по двум направлениям: утилизация и захоронение на специальных полигонах, что в настоящее время наиболее труднорешаемая задача. Складирование шламов гальванических производств на полигонах без предварительной обработки представляет угрозу окружающей среде, так как металлы могут вымываться талыми и ливневыми водами и поступать в водоёмы и водотоки, подземные воды, включаться в биосферные циклы.
Утилизация либо захоронение являются необходимыми стадиями после сушки осадков.
Утилизация осадков стоков нефтеперерабатывающих производств подразумевает под собой дальнейшее их использование и может развивается по двум направлениям:
- ликвидация шламов путем связывания цементом, асфальтом, стеклом, пластмассами и отвердения спеканием;
- применение для приготовления керамических красок, пигментов огнеупорного материала, линолеума, красок и сплавов как искусственных заполнителей.
Большое внимание уделяется разработке способов использования отходов в производстве строительных и других материалов (Например, в Югославии и Германии гальванические шламы, содержащие гидроксиды тяжелых металлов, используются в качестве добавки в сырьевую массу для изготовления кирпича. Добавка шлама до 5% не оказывает токсического действия).
Ниже приведена таблица 1, в которой рассмотрены примеры основных направлений утилизации шламов гальванических производств:
Таблица 1
Направления утилизации шламов гальванических производств
п/п
Суть метода
Результат
Где применяется
Кем применяется
Особенности
1
Использование гальванических шламов, содержащих оксиды тяжелых металлов, в качестве добавки в сырьевую массу для изготовления кирпича
Строительная промышленность
Словакия, Словения
Добавка шлама до5 % не оказывает токсического воздействия и не влияет на прочность кирпича
2
Добавка шламы гальваностоков в количестве 3-10 % в массу при производстве керамического кирпича
Производство кирпича
Россия
Влияния на технологические и эксплуатационные свойства не оказывает
3
Изготовление черепицы с применением шламов гальваностоков
Улучшение свойств формовочной массы, сокращение времени сушки черепицы на 2-3 часа, сокращение времени обжига на 50-70%, расширение цветовой гаммы
Палемонский комбинат
Оптимальное количество шлама – 2% сухой массы; цвет обожжённой черепицы тёмно-красный без налётов
4
Использование железосодержащего осадка в производстве стеновых керамических изделий
Более раннее накопление жидкой фазы, интенсификация процессов спекания и вспучивания
Введение 3-6 % осадка при производстве изделий даёт возможность повысить предел прочности при сжатии до 40-60%
5
Изготовление керамзита с использованием осадка сточных вод (содержание 20-40 %)
Применение в строительстве
Экономический эффект, обусловленный сокращением расходов на добычу и транспортировку глины
6
Использование гальваношламов с большим содержанием гидроксида железадля получение гексаферрита бария
Изготовление строительной керамики, производство красителей- пигментов
Исследовано в МХТИ им. Д.И. Менделеева
7
Производство стеклохромзита
Наличие железа, хрома и никеля в шламе позволяет использовать его при производстве декоративно-облицовочного материала
8
Шламы, полученные при нейтрализации известковым молоком отработанных травильных растворов, использовались в качестве добавки в портланд-цементы как инертный наполнителей бетоносмечей и глинистых масс
Завод «Запорожсталь»
Украина
9
Изготовление асфальтобетона
До 30% шламов
10
Добавка шламов в кладочные растворы (1-15%)
Промышленность стройматериалов
После выдержки образца в воде отмечается высокая токсичность воды. При термообработке в течение 2-х часов (800°С) шламы оказались нетоксичными
11
Гидрометаллургический метод получения металлов путём
Суть метода: извлечение (выщелачивание) металлов из руд концентратов и отходов при их обработке водными растворами химических реагентов с последующим выделением из раствора металла или его хим. соединения
12
Пирометаллургический метод получения металлов из шламов
Суть метода: обезвоживание и сушка шламов, низкотемпературная восстановительная обработка с получением порошковых металлургических концентратов, их переплавка с получением чистых металлов и сплавов
Однако существуют обстоятельства, сдерживающие утилизацию: