Как утилизовать отходы нефтепереработки?

Твердые отходы нефтепереработки  предприятий нефтеперерабатывающей отрасли – это разного рода химические вещества  (адсорбенты),  которые нет возможности подвергнуть регенерации, зола и другой твёрдый остаток нефти, который образуется в результате термообработки сточных вод, а также разного рода осадки, смолистые вещества  и уловленная при очистке выбросов пыль. Самым простым способом утилизации таких отходов (если это не наносит вред окружающей среде) является их сжигание в печах.

Как вы думаете, что будет с нефтью в 2022 году?

• Подорожает
• Подешевеет

Просмотреть результаты

 Загрузка ...

Остающиеся после термообработки  зола и шлак в некоторых случаях  используют как наполнители при изготовлении  строительных материалов, в более редких случаях – как удобрения, совсем редко – в качестве сырья для получения некоторых нефтяных  компонентов. Если же шлаки и зола непригодны для повторного использования, они направляются на хранение в специальные отвалы, куда также отправляются твердые негорючие остатки нефтепереработки, непригодные для дальнейшего использования.

Виды  отходов нефтяного производства и их возможное применение

На предприятиях нефтепереработки и нефтехимии одним  из основных видов твердых отходов являются так называемые кислые гудроны.

Они образуются как результат процессов сернокислотной очистки, которой подвергаются некоторые нефтепродукты (масла, парафина, керосино-газойлевые нефтяные фракции и так далее). Также гудроны остаются после производства  присадок, моющих синтетических средств и фотореагентов.

Кислые гудроны – это  смолообразные массы с высокой вязкостью, отличающиеся  различными степенями подвижности. В основном они состоят из воды, серной кислоты  и разного рода органических веществ, содержание которых может колебаться от  10-ти до 93-х процентов.

Объемы остающихся  кислых гудронов достаточно велики – в пределах 300 тысяч тонн в год. Поскольку процент их использования – составляет менее 25-ти %,  это приводит к скапливанию их в значительном количестве в заводских амбарах (прудах-накопителях).

Кислые гудроны по концентрации в них основных веществ делятся на:

• гудроны с высоким содержанием кислоты (от 50 процентов моногидрата и более);
• гудроны с высокой концентрацией органических веществ (от 50-ти % и больше).

От химического состава таких отходов зависит их возможное применение. Их могут пустить на переработку для получения  сульфата аммония, использовать в качестве топлива (сразу или после очистки от кислоты) или как  реагент, применяемый при очистке нефтепродуктов.

Однако широкой реализации перечисленных выше процессов препятствуют:

Читать также: Как проходит процесс получения бензина из нефти?

• высокая степень  сложности технологии производства из кислых гудронов сульфата аммония;
• ограниченный рынок его  сбыта;
• большие материальные и трудовые  затраты на очистку выделяемых в результате применения гудронов как реагентов или в качестве топлива жидких отходов и газов.

Более перспективно выглядит технология  переработки кислых гудронов для получения из них битумов,  высокосернистых коксов, диоксида серы и некоторых других веществ.

К примеру, в процессе  переработки этих отходов в диоксид серы для дальнейшего получения  серной кислоты к ним, как правило,  добавляются  жидкие растворы серной кислоты, которые являются отработанными отходами. Полученную таким образом смесь гораздо проще транспортировать, а также достаточно легко распылять форсунками. Процесс термического расщепления такой кислотно-гудроновой смеси  происходит в печах при температуре от 800 до 1200 градусов Цельсия.

При таких температурных режимах органические компоненты полностью сгорают, и получается диоксид серы. За рубежом этот принцип используется в целом ряде установок, вырабатывающих 98 – 99-процентную серную кислоту или олеум, с  производительностью от 700 до 850 тонн в сутки. Есть такие установки и в России.

Переработка кислых гудронов

В органической части кислых гудронов содержатся разного рода соединения серы, смолистые вещества, твердые асфальтены, а также карбоиды, карбены  и прочие компоненты. Это дает возможность их переработки  в битумы, которые получили широкое распространение  как дорожно-строительные материалы.

При нагревании этих остатков нефти происходит расщепление содержащихся в них  сульфосоединений и серной кислоты, которые  окисляют органические вещества и уплотняют гудроновую  массу, в результате чего образуется  гетерогенная смесь, в которой сконцентрировано большое количество  карбоидов. Для получения такой битумной массы при переработке кислые гудроны смешивают с прямогонными, которые остаются после отгонки из сырой нефти масляных и  топливных фракций. В такой смеси реакция уплотнения, в результате которой образуются асфальтены и смолы, менее глубока, поскольку концентрация свободных радикалов и окислителя уменьшается.

Тот факт, что кислые гудроны легко разлагаются  при температурах от 160-ти до  350-ти градусов, образуя при этом диоксид серы и кокс с высоким содержанием серы,  широко применяется для получения перечисленных  продуктов в промышленных масштабах.

Читать также: Содержание и определение серы в нефтепродуктах

Наиболее распространены низкотемпературные установки, в которых  кислые гудроны разлагаются  на коксовом теплоносителе. На этих установках также подвергают разложению растворы отработанной серной кислоты, смешивая их предварительно с высокоорганическими гудронами или остатками нефтей с высоким содержанием органических веществ.

Нефтяной кокс с высоким содержание серы используется в некоторых  технологических  процессах на предприятиях цветной металлургии как сульфидирующий и восстановительный агент, а также в некоторых техпроцессах предприятий  химической отрасли  (например, при получении  Na₂S и СS₂), а также для прочих целей.

Серьезные трудности, с которыми связана утилизация кислых гудронов,  привели к появлению на предприятиях нефтепереработки отдельных  принципов безотходности.

Например, повсеместно внедряются следующие современные  методики очистки нефтепродуктов:

Нефтяные шламы

Твердые примеси, которые содержатся в перерабатываемом сырье и во  вспомогательных материалах, а также некоторые другие вещества, образуют  на  нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах нефтяные шламы.

С одной тонны сырой нефти в процессе её переработки выход шламов составляет примерно 7-мь килограммов. Учитывая огромные объемы перерабатываемого сырья, в земляных амбарах таких предприятий  скапливается громадное количество таких отходов, что является серьезной проблемой.

Нефтяные  шламы – это  тяжелые остатки нефти со средним  содержанием от 10-ти до 56-ти процентов нефтепродуктов, от 30-ти до 85-ти  процентов воды и от 1,3 до 46-ти процентов твердых примесей.

В процессе хранения в амбарах происходит расслоение этих  отходов, в результате чего образуются:

1. верхний  слой, состоящий из водной нефтяной и нефтепродуктовой эмульсии;
2. средний слой (загрязнённая взвешенными частицами и нефтепродуктами  вода);
3. нижний слой, в котором три четверти – это пропитанная нефтепродуктами влажная твердая фаза.

Использовать нефтяной шлам можно в нескольких направлениях.

К примеру, если провести обезвоживание и последующую сушку таких отходов, появляется возможность вернуть  их в производство для последующей переработки в целевую продукцию. Также есть возможность использовать их в качестве топлива, но это слишком затратно с экономической точки зрения.

Если нефтяные шламы применяются для получения горючего газа, то равномерно распределенная в нефтепродуктах и тесно связанная с ними  вода выступает как  активная химическая среда, поскольку в процессе термообработки шламов она большее эффективно вступает во взаимодействие  топливом, чем обычно используемый в таких технологических процессах  пар.

Читать также: Как осуществляется сбор отработанных нефтепродуктов?

Помимо этого, наличие воды сильно уменьшает образование сажи. Однако применение шламов для получения горючих газов в промышленном масштабе является весьма затратным процессом, что препятствует его широкому распространению.

При добавлении в такие отходы негашеной извести (от 5-ти до 50-ти %), после высушивания полученной смеси в естественных условиях в течение 2-х – 20-ти дней, её можно использовать в качестве  наполнителя или в качестве  подсыпки в процессе нивелировки строительной  поверхности, так как этот материал очень слабо подвержен выщелачиванию.

Утилизация отходов нефтепереработки

Самый распространенный способ такой утилизации – это их сжигание в различных видах печей (барабанных, камерных, печи с кипящим слоем и так далее).

Если в отходах содержится менее 20-ти процентов твердых примесей, то наиболее распространено применение печей кипящего слоя.

Если в нефтяных шламах содержится до 70-ти процентов твердых примесей, то их, как правило, сжигают в барабанных печах  вращающегося типа. Они дают возможность сжигать различные по своему  гранулометрическому составу отходы.