Перспективный способ утилизации нефтяных отходов
Громова Алина Дмитриевна
Студент 3 курса
Факультет Нефтетехнологический
Самарский Государственный Технический Университет
г. Самара, ул. Революционная, дом 130
e-mail: alinagro131@gmail.com
Аннотация
Загрязнение любого рода — это досадное обстоятельство в мире, где так много информации находится всего в одном клике. Загрязнение нефтью — это одна из многих форм загрязнения, от которых страдает наша земля. Что такое загрязнение нефтью? Это вопрос, который задавали многие. Загрязнение нефтью происходит, когда нефть в ее различных формах попадает в окружающую среду и загрязняет ее. Печальная правда заключается в том, что многие причины загрязнения нефтью являются рукотворными. Случаи халатности включают танкеры, которые протекают из-за того, что они не обслуживались должным образом, или когда разливы происходят из-за того, что сотрудники не соблюдают надлежащие процедуры при загрузке нефти в танкеры. Загрязнение нефтью также может иметь место при утечке сырой нефти с буровых установок и скважин, а также с морских нефтяных платформ. В данной статье дается краткий обзор негативного воздействия нефтяных отходов, как на окружающую среду, так и на экономическую составляющую нефтедобывающих и перерабатывающих предприятий, образующихся при добыче, транспортировке, хранении нефти и нефтепродуктов, а также рассматриваются методы их утилизации. Рассмотрена актуальность проблемы утилизации нефтяных отходов. Предложено наиболее эффективное решение проблемы путем брикетирования.
Annotation
Pollution of any kind is an unfortunate circumstance in a world where there is so much information only a click away. Oil pollution is one of the many forms of pollution that plague our earth. What is oil pollution? This is a question that many have asked. Oil pollution occurs when oil in its various forms is introduced to environments and contaminates them. The sad truth is that many of the causes of oil pollution are man-made. Cases of negligence include tankers that leak because they have not been properly maintained, or when spills occur because employees do not follow the proper procedures when loading oil onto tankers. Oil pollution can also take place when crude oil leaks from drilling rigs and wells, as well as offshore oil platforms. This article provides a brief overview of the negative impact of oil waste, both on the environment and on the economic component of oil-extracting and refining enterprises, formed during the extraction, transportation, storage of oil and oil products, and methods of their disposal are also considered. The urgency of the problem of oil waste utilization is considered. The most effective solution to the problem by briquetting is proposed.
Ключевые слова: нефтешлам, топливные брикеты, пластовый нефтешлам, комплекс утилизация, энергетические ресурсы, альтернативное топливо, переработка отходов, асфальтосмолопарафиновые отложения.
Key words: oil sludge, fuel briquettes, reservoir oil sludge, complex disposal, energy resources, alternative fuel, recycling, asphalt-resin-paraffin deposits.
Вступление
На данный момент сложилась ситуация сокращения мировых запасов энергоресурсов, в связи с чем именно современный и грамотный подход к утилизации нефтепродуктов может значительно повысить эффективность использования энергетических запасов. В то же время особенно острой проблемой является организация грамотной утилизации отходов нефтеперерабатывающего производства, с помощью которой отрасль может не только значительно улучшить экологическую ситуацию в регионе, но и значительно увеличить свой экономический потенциал.
Проблема негативного воздействия на окружающую среду накопленных отходов, образующихся при добыче, транспортировке, хранении нефти и нефтепродуктов, до сих пор не решена. В результате миграции вредных веществ, происходит загрязнение окружающей среды. Следует отметить, что все процессы конверсии углеводородов активизируются в жарком климате — за счет снижения вязкости и увеличения скорости реакции.
Методология
Предприятия, связанные с добычей нефти и газа и переработкой нефтегазового сырья, вынуждены накапливать и хранить нефтешламы на своей территории из-за недостаточного количества полигонов промышленных отходов, которые их принимают, или из-за отсутствия установок по переработке нефтесодержащих отходов, соответственно, оплачивая их хранение.
Накопление нефтяных отходов в производственных зонах может привести к интенсивному загрязнению почвы, воздуха и подземных вод. Часто нефтесодержащие отходы уничтожаются на промышленные объекты путем сжигания, что является нарушением природоохранного законодательства. Асфальтосмолопарафиновые отложения (АРПД), представляющие собой сложную смесь высокомолекулярных органических соединений с неорганическими включениями, представляют большую проблему с точки зрения утилизации нефтешламов.
Результаты
В свою очередь, актуальны вопросы обеспечения населения топливом для хозяйственных нужд, а также перехода промышленных предприятий с газа на более дешевое и альтернативное топливо. Нефтешлам представляет собой сложную физико-химическую смесь (рис. 1), состоящую из нефти продукты, механические примеси (глина, оксиды металлов, песок) и вода. Соотношение элементов, входящих в состав нефтешлама, может быть самым разным.
Сырая нефть представляет собой сложную химическую сущность, и при хранении в ней происходят необратимые изменения. Попадая в резервуар, легкие фракции постепенно испаряются, в то время как тяжелые фракции оседают на дно, образуя густой смолистый осадок — нефтешлам. Этот тип отходов очень опасен для окружающей среды и должен быть захоронен или переработан.
Нефтешлам может образовываться как в результате естественных контролируемых процессов (например, очистки нефти от примесей и воды), так и в результате всевозможных аварий (разливов). В последнем случае, при позднем обнаружении или крупномасштабной аварии, природе может быть нанесен значительный ущерб.
Рисунок 1. Послойные слои шламового накопителя. 1 — слой нефти и мазута; 2 — слой водоэмульсии; 3 — донные отложения
В настоящее время производство нефтеперерабатывающих заводов направлено на разработку безотходных экологических технологий, в соответствии с которыми количество нефтяных отходов сводится к минимуму, либо они используются повторно и с прибылью.
Помимо образования нефтешлама, на предприятиях нефтехимии и нефтедобычи накапливаются другие виды отходов, такие как: загрязненные почвы; буровой раствор; кислотная смола; отработанные катализаторы; адсорбенты; зола; твердые остатки нефти; смолистые вещества; пыль, попавшая при очистке выбросов.
Чтобы определить сферу применения нефтешлама, необходимо провести предварительный анализ качественного состава исходного сырья. Рисунок 2 иллюстрирует этапы первичной обработки и анализа нефтешлама.
Рисунок 2. Схема технологических стадий переработки нефтешлама и анализ состава
Рассмотренные исследования в области обращения с нефтесодержащими отходами выявили необходимость единой системы обращения в области утилизации и переработки нефтешламов, несмотря на наличие множества подходов и технологий. Нефтесодержащие отходы должны быть вовлечены в переработку с целью минимизации техногенного воздействия на окружающую среду с учетом их характеристик, чтобы максимально вовлечь их в оборот ресурсов. В настоящее время большинство технологий, используемых для утилизации нефтесодержащих отходов, предполагают переработку верхний слой нефтешлама, оставляя нетронутым нижний-придонный слой исторического накопления.
Обсуждение
Чтобы определить пригодность нефтешлама и выбрать требуемую технологию, необходимо провести экспериментальные исследования с целью анализа его химического состава и свойств. Что в будущем позволит выбрать оптимальный способ утилизации в различных отраслях промышленности.
Наиболее перспективными технологиями переработки нефтешламов является их использование в производстве строительных материалов. При этом необходимо учитывать эколого-экономическое обоснование выбора и перспективы внедрения технологии. В свою очередь, актуальными являются вопросы обеспечения населения топливом для бытовых нужд и в качестве котельного топлива, а также перехода промышленных предприятий с газа на более дешевое и альтернативное топливо.
Существует огромное множество различных нефтяных отходов, но для общего вида все нефтешламы можно разбить на три основные группы, в соответствии с условиями их образования: донные, грунтовые и пластового типа. В зависимости от физико-химического состава нефтешлама и способа его образования, можно выделить несколько групп:
- Дно, которое образовывается в резервуаре после разлива нефти.
- Образования в скважинах при бурении буровыми растворами на основе углеводородов.
- Образования в результате добычи нефти, а точнее, в процессе ее очистки. В составе нефти, добытой из скважины, иметься огромное содержание соли, осадки твердых углеводородов и механические примеси (присутствие частиц горных пород)
- Нефтешлам в резервуарах — это отходы, образование которыхпроисходит при хранении и транспортировке нефти в различных резервуарах.
- Грунт, который является продуктом соединения грунта и пролитой на него нефти (причиной этого может быть либо технологический процесс, либо несчастный случай). Этот тип нефтешлама (загрязненная почва) относится к отходам только после того, как он помещен в хранилища отходов или на свалки для переработки отходов.
В более простом виде нефтешлам представляет собой многокомпонентную устойчивую агрегатную физико-химическую систему, состоящую в основном из нефтепродуктов, воды и минеральных добавок (песка, глины, оксидов металлов и др.). Основной причиной образования нефтешлама в резервуаре является физико-химическое взаимодействие нефтепродуктов с металлом резервуара, влагой, кислородом и механическими примесями. В ходе этих процессов происходит частичное окисление исходных нефтепродуктов с образованием смоляноподобных соединений, стенки резервуара покрываются ржавчиной.
Также, попадание воды и механических примесей в объем нефтепродукта приводит к образованию водонефтяных эмульсий и минеральных дисперсий. Так как образуется любой осадок в результате взаимодействия с конкретной для его условий средой и в течение определенного периода времени в природе не образуется шламов, идентичных по составу и физико-химическим характеристикам.
По многочисленным результатам исследований, в нефтешламе резервуарного типа соотношение нефтепродуктов, воды и механических примесей (частиц песка, глины, ржавчины и т.д.) варьируется в очень широком диапазоне: углеводороды составляют 6- 89%, вода 2-53%, твердые примеси 1-66%. Тем самым, особое преобразование состава нефтешламов, диапазон изменений в их физико-химические характеристики также очень широки.
Плотность нефтешлама варьируется в пределах 830-1700 кг/, температура затвердевания от -3 до +80°C. Температура вспышки колеблется от 35 до 120 ℃. Переработка и утилизация нефтешлама является важной экологической и экономической задачей.
Способы переработки и применения нефтешламов, основанные на деструктивных методах, не дают в полную силу использовать нефтесодержащие отходы в хозяйственной деятельности. Однако, отходы деревообрабатывающего производства — древесные опилки, составляют не меньше, чем 40% от общего объема, а эффективность их использования не превышает 48 %, при этом отходы угледобычи составляют не менее 20-30% от общего объема, они также образуются при добыче и транспортировке, и их утилизация осуществляется не в полном объеме, что негативно сказывается на экологии окружающей среды.
В следствии этого, совокупная утилизация опилок и нефтешлама путем получения топливных брикетов является достаточно актуальной задачей, имеет научную новизну и большое практическое значение, так как позволяет экономить энергоресурсы и обеспечивать топливом труднодоступные районы.
Заключение
В данной статье предлагается способ комплексной утилизации нефтешлама с другими отходами производства для изготовления топливных брикетов на основе смешивания ARPD с отходами других отраслей промышленности, используя как дешевое, так и доступное сырье и формуя их с использованием высокомолекулярных соединений с неорганическими включениями. Основными параметрами топливных брикетов являются их теплотворная способность, прочность, зольность и продолжительность горения.
Топливные брикеты из нефтяных отходов являются одним из наиболее эффективных решений как в вопросах загрязнения окружающей среды, почвы и подземных источников, так и в обеспечении население и промышленные предприятия с более дешевым и альтернативным топливом.
Список используемой литературы:
- Жумаев К.К., Шомуродов А.Ю., Яхьяев Н. Ш., Турсунов Б.Ж. «Исследования по разделению нефтешлама в поле центробежных сил» материалы международной конференции Бухара 2019. 3 т. 401-404.
- Жумаев К.К., Шомуродов А.Ю., Яхьяев Н. Ш., Турсунов Б.Ж. III международная конференция-симпозиум «Внедрение научных достижений в практику и искоренение коррупции в ИТ» 30 ноября 2019 года. Ташкент 2019. 434-437.
- Жумаев К.К., Шомуродов А.Ю., Яхьяев Н. Ш., Турсунов Б.Ж. «Экология и источники загрязнения окружающей среды» III международная конференция-симпозиум «Внедрение научных достижений в практику и искоренение коррупции в ИТ» 30 ноября 2019 года. Ташкент 2019. 431- 434.
- Вергузов С.В., Фетисов Д.Д., Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 4, 192-194 (2011)
- Ручкинова О. И. Докт. Технические науки, Пермский государственный технический университет, 2004. 367 с.
- Аминова А. С. и др. Использование нефтешламов — рациональный способ их утилизации //Молодой ученый. – 2015. – №. 2. – С. 124-126.
- Тимофеев Э. А., Курамшина Н. Г. Утилизация нефтесодержащих отходов и применение их в строительной отрасли //Молодой ученый. – 2016. – №. 30. – С. 139-142.
- К. А. Джураев, А. С. Аминова, С. А. Гайбуллаев. Основные методы обезвреживания и утилизации нефтеотходов // Молодой ученый. – 2014. – № 10 (69). –С. 136-137.
- Турсунов Б. Ж., Гайбуллаев С. А., Жумаев К. К. Влияние технологических параметров на гликолевую осушку газа //MEDICAL SCIENCES. – 2020. – Т. 1. – №. 55. – С. 33.
- Гайбуллаев С. А., Турсунов Б. Ж., Тимуров Ш. М. ТЕХНОЛОГИЯ GTL ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ПОЛУЧЕНИЯ ТОПЛИВ С УЛУЧШЕННЫМИ ЭКОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ //Теория и практика современной науки. – 2019. – №. 6. – С. 168-172.
- Зарипов Г. Б., Гайбуллаев С. А. Выбор режима работы процесса низкотемпературной сепарации углеводородных сырьевых ресурсов //Молодой ученый. – 2016. – №. 3. – С. 98-100.
