ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА КАНАЛИЗАЦИОННО-ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ЗАВОДА ДЛЯ СОКРАЩЕНИЯ ОБЪЕМОВ ХРАНЕНИЯ НЕФТЕШЛАМОВ
Рубрики: ТЕХНИЧЕСКИЕ И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ
Авторы:
1.
Астраханский государственный технический университет
2.
Астраханский государственный технический университет
(кандидат технических наук, доцент; доцент кафедры технологических машин и оборудования)
Россия
Россия
3.
Астраханский государственный технический университет
(зав. кафедрой технологических машин и оборудования)
Россия
Россия
Тип:
Статья
Страницы:
с 16
по 20
Статус:
Опубликован
Получено:
10.10.2017
Одобрено:
13.10.2017
Опубликовано:
13.10.2017
Классификаторы:
УДК [628.32/.39:628.54]:665./.7
ГРНТИ 20.01 Общие вопросы информатики
ГРНТИ 26.03 Общественно-политическая мысль
ГРНТИ 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
ГРНТИ 44.01 Общие вопросы энергетики
ГРНТИ 45.01 Общие вопросы электротехники
ГРНТИ 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
ГРНТИ 62.01 Общие вопросы биотехнологии
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
ГРНТИ 73.34 Водный транспорт
ГРНТИ 20.01 Общие вопросы информатики
ГРНТИ 26.03 Общественно-политическая мысль
ГРНТИ 43.01 Общие вопросы естественных и точных наук
ГРНТИ 44.01 Общие вопросы энергетики
ГРНТИ 45.01 Общие вопросы электротехники
ГРНТИ 50.01 Общие вопросы автоматики и вычислительной техники
ГРНТИ 62.01 Общие вопросы биотехнологии
ГРНТИ 69.01 Общие вопросы рыбного хозяйства
ГРНТИ 70.01 Общие вопросы водного хозяйства
ГРНТИ 73.34 Водный транспорт
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
утилизация нефтешламов, канализационно-очистные сооружения, нефтеловушки, адсорбционная очистка
Аннотация (русский):
В контексте решения проблемы накопления нефтешлама в процессе эксплуатации нефтяных и нефтегазовых месторождений рассмотрен вопрос повышения эффективности очистки сточных вод канализационно-очистными сооружениями. Предложена модернизация устаревшей конструкции нефтеловушек и применение адсорбционного метода очистки. Внедрение новых технических решений позволит уменьшить объемы накопленных отходов
В контексте решения проблемы накопления нефтешлама в процессе эксплуатации нефтяных и нефтегазовых месторождений рассмотрен вопрос повышения эффективности очистки сточных вод канализационно-очистными сооружениями. Предложена модернизация устаревшей конструкции нефтеловушек и применение адсорбционного метода очистки. Внедрение новых технических решений позволит уменьшить объемы накопленных отходов
Ключевые слова:
утилизация нефтешламов, канализационно-очистные сооружения, нефтеловушки, адсорбционная очистка
утилизация нефтешламов, канализационно-очистные сооружения, нефтеловушки, адсорбционная очистка
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. Белов П. С., Голубева И. А., Низова С. А. Экология производства химических продуктов из углеводородов нефти и газа. М.: Химия, 1991. 256 с.
2. Скобло А. И., Молоканов Ю. К., Владимиров А. И., Щелкунов В. А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. М.: Недра, 2000. 677 с.
