OPTIMIZATION OF TECHNOLOGICAL PROCESSES OF THE SEWAGE TREATMENT PLANTS OF THE OIL REFINERY TO REDUCE THE OIL SLUDGE VOLUMES
Rubrics: ENGINEERING AND NATURAL SCIENCES
Authors:
1.
Astrakhan State Technical University
2.
Astrakhan State Technical University
(Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor; Assistant Professor of the Department of Technological Machines and Equipment)
Russian Federation
Russian Federation
3.
Astrakhan State Technical University
(Head of the Department of Technological Machines and Equipment)
Russian Federation
Russian Federation
Type:
Article
Pages:
from 16
to 20
Status:
Published
Received:
10.10.2017
Accepted:
13.10.2017
Published:
13.10.2017
Subject area:
UDK [628.32/.39:628.54]:665./.7
GRNTI 20.01 Общие вопросы информатики
GRNTI 26.03 Общественно-политическая мысль
GRNTI 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
GRNTI 44.01 Общие вопросы энергетики
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
GRNTI 62.01 Общие вопросы биотехнологии
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
GRNTI 73.34 Водный транспорт
GRNTI 20.01 Общие вопросы информатики
GRNTI 26.03 Общественно-политическая мысль
GRNTI 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
GRNTI 44.01 Общие вопросы энергетики
GRNTI 45.01 Общие вопросы электротехники
GRNTI 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
GRNTI 62.01 Общие вопросы биотехнологии
GRNTI 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
GRNTI 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
GRNTI 73.34 Водный транспорт
Language:
Russian
Keywords:
oil sludge accumulation, sewage treatment facilities, oil traps, adsorption refining
Abstract (English):
In terms of the problem of accumulating the oil sludge volumes during exploitation of oil and gas deposits there has been considered the question of increasing efficiency of wastewater treatment by means of sewage treatment plants. Modernization of the obsolete design of oil traps and the use of an adsorption purification method have been proposed. Implementation of new technical solutions will reduce the volume of accumulated wastes.
In terms of the problem of accumulating the oil sludge volumes during exploitation of oil and gas deposits there has been considered the question of increasing efficiency of wastewater treatment by means of sewage treatment plants. Modernization of the obsolete design of oil traps and the use of an adsorption purification method have been proposed. Implementation of new technical solutions will reduce the volume of accumulated wastes.
Keywords:
oil sludge accumulation, sewage treatment facilities, oil traps, adsorption refining
oil sludge accumulation, sewage treatment facilities, oil traps, adsorption refining
Введение В процессе добычи полезных ископаемых, транспортировки энергоресурсов, производства и т. д. ежедневно выделяется большое количество отходов. Серьезный урон окружающей среде причиняют выделяемые, а также накопленные отходы производства (шлаки, шламы, жидкие, твердые). Современным предприятиям необходимо внедрять модернизированные технологические процессы, направленные на уменьшение выделения отходов производства, позволяющие перерабатывать отходы как вторичное сырье. Такие технические решения позволяют не только уменьшить объемы накопленных отходов, но и принесут эколого-экономический эффект. Образование нефтешламов в процессе эксплуатации нефтяных и нефтегазовых месторождений неизбежно. Проблема создания высокоэффективных и экологически чистых технологий переработки и утилизации нефтешламов, а также их ликвидации весьма актуальна и требует оперативного решения. Решение проблемы накопления нефтешламов выгодно не только экономически, но и экологически. Результаты исследования и их обсуждение Из проведенного нами анализа существующих в настоящее время различных технологических схем утилизации нефтешламов следует, что наиболее оптимальной представляется схема, представленная на рис. 1 (1 - приемные камеры станции предварительной очистки промышленно-дождевых сточных вод № 1, № 2; 2 - нефтеловушки; 3 - распределительная чаша радиальных отстойников; 4 - радиальные отстойники; 5 - флотаторы; 6 - резервуары при производственном корпусе предочистки; 7 - резервуары накопления и хранения нефтепродукта; 8 - производственный корпус станции предочистки; 9 - реагентное хозяйство; 10 - преаэратор; 11 - емкости контроля; 12 - насосно-воздуходувная станция № 1; 13 - приемные камеры станции биохимической очистки; 14 - решетки дробилки; 15 - песколовки; 16 - радиальные отстойники; 17 - насосная станция сырого остатка; 18 - сборная чаша радиальных отстойников; 19 - окситенки; 20 - лоток Паршаля; 21 - резервуар сбора очищенных сточных вод; 22 - насосная станция; 23 - дождевые отстойники; 24 - дождевые емкости; 25, 26 - илоуплотнители; 27 - аэробные стабилизаторы; 28 - резервуары сбора; 29 - установка термической обработки осадка; 30 - площадки сестона; 31 - иловые карты; 32 - станция биогенных добавок; 33 - блок подсобных помещений; 34 - административно-лабораторный корпус). В канализационно-очистные сооружения входят: станция предварительной очистки производственных сточных вод; блок подготовки производственных сточных вод; станция биохимической очистки смешанных сточных вод; станция очистки дождевых сточных вод; блок перекачки очищенных сточных вод; станция обработки осадка. Рис. 1. Технологическая схема канализационно-очистных сооружений Объектом исследования являются канализационно-очистные сооружения, предназначенные для приема и очистки производственных, бытовых и дождевых сточных вод. Анализ работы канализационно-очистных сооружений нефтеперерабатывающего завода выявил ряд узких мест. 1. В изначальной конструкции нефтеловушек предусмотрено использование механического скребка и нефтесборного лотка для сбора нефтешламов. В процессе эксплуатации было принято решение отказаться от механического скребка и осуществлять сбор нефтешлама нефтесборными лотками, которые установлены по всей длине нефтеловушки. В итоге сбор в нефтесборный лоток был осложнен в связи с высокой вязкостью нефтешлама, поэтому было принято решение разжижать и смывать нефтешлам технической водой, это экономически невыгодно в связи с увеличением затрат на воду. Для решения этой проблемы мы предлагаем заменить горизонтальные нефтеловушки на многоярусные, т. к. они имеют меньшие габариты и более экономичны. Принципиальная схема многоярусной нефтеловушки представлена на рис. 2. Рис. 2. Многоярусная нефтеловушка: 1 - подводящая труба; 2 - водораспределительная труба; 3 - нефтесборная труба; 4 - водораспределительное устройство; 5 - тонкослойный модуль; 6 - скребковый транспортер; 7 - отвод осветленной воды; 8 - гидроэлеватор; 9 - отвод осадка 2. В настоящее время объем нефтешламов на станции предварительной очистки составляет 3500 т/год. Нефтешлам перекачивается на иловые карты, находящиеся на станции обработки осадка. Иловые карты были выделены под утилизацию нефтешлама с применением технологии детоксикации нефтешламов различными биопрепаратами. Но в процессе эксплуатации оказалось, что иловые карты непригодны для утилизации нефтешламов с использованием данной технологии и не соответствуют ее требованиям: во-первых, отсутствует аэрация, во-вторых, отсутствует механическое перемешивание, в-третьих, подача реагентов, работа биопрепарата осуществляется только в поверхностном слое, по этой причине утилизация нефтешлама затруднена. Для устранения данного недостатка предлагается применить адсорбционную очистку. Эффективность адсорбционной очистки достигает 80-95 %. Основным преимуществом адсорбционной очистки является возможность сорбции веществ из многокомпонентных смесей, в том числе из слабоконцентрированных сточных вод. Анализ конструкции адсорберов позволил выбрать наиболее эффективную конструкцию, а именно адсорбер с псевдоожиженным слоем сорбента. Принципиальная схема адсорбера с псевдоожиженным слоем приведена на рис. 3. Рис. 3. Схема адсорбера с псевдоожиженным слоем сорбента: 1 - патрубок для подачи сорбента; 2 - патрубок для выпуска обработанной сточной воды; 3 - распределительная решетка; 4 - сгуститель сорбента; 5 - слив отработанного сорбента; 6 - центральная труба с диффузором; 7 - царга; 8 - патрубок для подачи воды; 9 - колонна В качестве сорбентов применяются различные пористые и искусственные природные материалы: коксовая мелочь, зола, силикагели, торф, алюмогели, активные угли и пр. Наиболее эффективными и универсальными сорбентами являются активные угли различных марок. Преимуществом активных углей является слабое взаимодействие с молекулами воды и хорошее взаимодействие с органическими веществами. Активные угли должны быть относительно крупнопористыми, чтобы их поверхность была доступна для сложных и больших органических молекул. При малом времени контакта с водой они имеют высокую адсорбционную емкость, высокую селективность и малую удерживающую способность при регенерации. Регенерация активного угля является важнейшей стадией процесса адсорбционной очистки. В результате десорбции перегретым или насыщенным водяным паром из угля извлекают адсорбированные вещества. Температура инертных газов составляет около 100-160 °С, а перегретого пара 250-350 °С. Предлагаемые решения для ликвидации узких мест в рассматриваемой технологической схеме были подтверждены инженерными расчетами, включающими технологические параметры предлагаемых аппаратов. Заключение Таким образом, замена горизонтальных нефтеловушек на многоярусные и применение адсорбционного способа очистки позволят оптимизировать работу технологического процесса канализационно-очистных сооружений нефтеперерабатывающего завода. Такие технические решения способствуют решению проблемы складирования отходов на нефтеперерабатывающем заводе и принесут эколого-экономический эффект.
1. Belov P. S., Golubeva I. A., Nizova S. A. Ekologiya proizvodstva himicheskih produktov iz uglevodorodov nefti i gaza. M.: Himiya, 1991. 256 s.
2. Skoblo A. I., Molokanov Yu. K., Vladimirov A. I., Schelkunov V. A. Processy i apparaty neftegazopererabotki i neftehimii. M.: Nedra, 2000. 677 s.
