Переработка отходов нефтепродуктов и отработавших масел

Каждый год в мире добывается 3,2 млрд т нефти, в то же время образуется около 10 млрд т углеводородсодержащих отходов, в состав которых входят:

  • — горючие материалы — авиационный и автомобильный бензин, осветительный керосин, дизельные, котельные и моторные топлива и т.д.;
  • — смазочные материалы — консистентные смазки, индустриальные и моторные масла и т.д.;
  • — промывочные жидкости — технический керосин, бензин — калоша, уайт-спирит и пр.;
  • — нефтесодержащие осадки из очистных сооружений;
  • — шламы из прудов-шламонакопителей; эмульсии, концентраты станочных эмульсий, а также не принимаемые в регенерацию масла, продукты зачистки нефтяных и мазутных резервуаров.

Кроме того, на промывочно-пропарочных станциях при промывке и пропарке цистерн образуются кислые гудроны.

По физико-химическим характеристикам отходы разделяются на:

  • — легкоиспарящиеся фракции (бензин, бензол и т.д.), которые могут выводиться из почвы путем выветривания;
  • — дизельные топлива, керосины и легкие масла, которые мало выветриваются, но способны легко просачиваться в нижние слои почвы;
  • — тяжелые нефти и осадки, асфальтены, которые практически не выветриваются и довольно медленно просачиваются вглубь почвы.

Нефтесодержащие отходы железнодорожной отрасли подразделяются на жидкие (отработанные масла, растворители, смазочно-охлаждающие и промывочные жидкости и т.п.), пастообразные (шламы, образующиеся при очистке сточных вод различных технологических участков, шламы из машин химчистки рабочей одежды, отработанные смазочные материалы и т.п.) и твердые (загрязненные маслами и смазками обтирочная ветошь, грунт с промплоща- док предприятий, старогодние деревянные шпалы, загрязненный балласт железнодорожных путей и т.п.).

Одним из основных твердых отходов являются нефтешламы, которых образуется до 80 тыс. т в год. Концентрация углеводородов в нефтешламах сточных вод достигает 30 % и более. При ремонтных работах ежегодно скапливается более 8 млн штук отработанных шпал. Содержащиеся в них сланцевые и каменноугольные масла включают в себя фенолы и антисептики.

Одним из наиболее концентрированных жидких отходов являются шламы из моечных машин, возникающие в результате обмывки подшипников, букс, тележек и кузовов подвижного состава, различных деталей перед ремонтными работами. Концентрация нефтепродуктов в этих отходах 3—25 г/л, а содержание взвешенных частиц 6—13 г/л. При промывке и пропарке цистерн образуются сточные воды с концентрацией нефтепродуктов до 0,5 г/л и взвешенных частиц до 3 г/л. При мойке грузовых вагонов стоки содержат 0,1—0,6 г/л нефтепродуктов и до 20 г/л взвесей, а при мойке пассажирских — до 0,3 г/л нефтепродуктов и до 2 г/л взвешенных веществ. Сточные воды шпалопропиточных заводов содержат органические соединения разных классов: предельные, непредельные и ароматические углеводороды, органические кислоты, крезолы, фенолы и их гомологи, пиридин, скипидар и ацетон. Общее содержание органических веществ, экстрагируемых эфиром в стоках, достигает 1 г/л, в том числе фенолы — до 0,1 г/л. Содержание взвешенных веществ — до 0,5 г/л.

Поверхностные стоки с территорий локомотивных и вагонных депо имеют в своем составе до 0,3 г/л нефтепродуктов и до 0,3 г/л взвешенных веществ. В поверхностных стоках шпалопропиточных заводов и приемо-отправочных пунктов содержится до 0,6 г/л органических загрязнений и до 0,5 г/л взвешенных частиц.

В программах по предотвращению загрязнения окружающей среды основными задачами являются разработка и внедрение современных технологий переработки, обезвреживания и регенерации нефтемаслоотходов и повторное использование вторичного сырья в производстве. Проблемы, связанные с утилизацией нефтемаслоотходов в транспортном комплексе, аналогичны задачам, решаемым в нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности, и в связи с этим, несомненно, полезно изучение положительного опыта, накопленного в области переработки отходов.

В настоящее время на указанных предприятиях накоплено несколько десятков миллионов тонн нефтешламов, которые образуются при очистке сточных вод, в системе оборотного водоснабжения, бурения, подготовки нефти, во время ремонта оборудования, при чистке резервуаров. Проблема переработки амбарных нефтешламов в нефтедобывающей промышленности осложняется их высокой устойчивостью, особенностями их состава и свойств, постоянно изменяющихся под воздействием атмосферы и различных процессов, протекающих в них. С течением времени происходит «старение» эмульсий вследствие испарения легких фракций, окисления и осмоления нефти, перехода асфальтенов и смол в другое качество, образования коллоидно-мицеллярных конгломератов, попадания дополнительных механических примесей неорганического происхождения. Устойчивость к разрушению таких сложных многокомпонентных дисперсных систем многократно возрастает, а обработка и утилизация их представляют одну из труднейших задач.

Нефтяные шламы по составу чрезвычайно разнообразны и представляют собой сложные системы, состоящие из нефтепродуктов, воды и минералов (песок, глина, ил и т.д.), соотношение которых колеблется в очень широких пределах. Состав шламов может существенно различаться, так как зависит от типа и глубины перерабатываемого сырья (нефти), схем переработки, оборудования, типа коагулянта и др. В основном шламы представляют собой тяжелые нефтяные остатки, содержащие в среднем (по массе) 10—56 % нефтепродуктов, 30—85 % воды, 1,3—46 % минеральных примесей.

Накопление отходов организуется на специально отведенных для этого площадках или в бункерах, без какой-либо сортировки или классификации.

В шламонакопителях происходят естественные процессы — накопление атмосферных осадков, протекание окислительных и других процессов, т.е. идет самовосстановление, однако в связи с наличием большого количества солей и нефтепродуктов при общем недостатке кислорода этот процесс протекает десятки лет.

Нефтяной шлам, образующийся в результате осаждения тяжелых фракций в резервуарах для хранения нефти, по составу и свойствам также отличается от нефтяного шлама очистных сооружений. В табл. 5.2 приведен состав нефтяных шламов, образовавшихся на различных стадиях очистки сточных вод.

Таблица 5.2

Состав нефтяного шлама на различных стадиях очистки сточных вод, %

Источник шлама

Нефтепродукты

Механические

примеси

Вода

Нефтеловушки

20-25

7-10

65-70

Флотаторы (пена)

5-8

3-4

88-90

Пруды дополнительного отстоя

15-20

5-8

72-80

Нефтеотделители

10-12

4-7

81-86

Градирни

8-12

3-5

83-90

Разделочные резервуары

45-65

3-5

30-52

В среднем

20-25

5-7

65-75

При хранении нефтяного шлама в шламонакопителях и пополнении их новыми порциями шлама происходит его естественное перемешивание и отстой. При поступлении очередного количества шлама в результате перемешивания нарушается условное равновесие системы, которое постепенно восстанавливается, но степень обводнения осадка возрастает и вследствие этого увеличивается его объем. В то же время в результате продолжительного хранения и протекающих при этом физико-химических процессов, характерных для коллоидных систем, происходит концентрирование осадка.

Нефтешламы в амбарах и ловушечные нефти, хранящиеся в резервуарах, независимо от источников образования с течением времени отстаиваются и разделяются на три слоя:

  • — верхний — малообводненная нефть с массовым содержанием механических примесей от 0,5 (для ловушечных нефтей) до 1,5 % (для амбарных нефтей);
  • — средний — «прямые» и «обратные» мелкодисперсные эмульсии с массовым содержанием воды до 70—80 и механических примесей 1,5—15,0 %, концентрация которых может как возрастать монотонно сверху вниз, так и практически быть равномерной по объему;
  • — нижний, придонный — состоит на 70 % из твердой фазы, пропитанной нефтепродуктами (до 5—10 %) и воды (до 25 %), причем концентрация нефтепродуктов относительно равномерна по объему механических примесей — растет с глубиной, а жидкая фаза представляет собой стойкую водонефтяную эмульсию.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >