Современный мир не может существовать без природных энергоносителей. Повышение их добычи и переработки неизменно влекут за собой проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды, с утилизацией нефтяных отходов.
Что такое отходы нефтяной отрасли
Большой спрос на внешнем рынке и высокие цены на нефть являются стимулом для развития добычи и экспорта нефти в России. Нефтяная промышленность – крупнейший источник валютных поступлений в бюджет страны. Однако помимо доходов растут проблемы, к которым приводит добыча и переработка нефти.
Угроза экологии и здоровью населения появляется с самого начала процесса нефтедобычи. Транспортировка добытого сырья, продуктов нефтеперерабатывающей промышленности, аварии при перевозке, нефтяные отходы и другие факторы приводят к загрязнению почвы, воды.
Нефтяные отходы разделяют на несколько групп:
- Накапливающиеся в результате безреагентной очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты.
- Образующиеся после реагентной очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты.
- Трудноразделимые материалы, содержащие нефть.
- Отработанные минеральные масла, подлежащие регенерации.
- Отходы, получаемые после очистки резервуаров для нефти.
Значительную часть нефтеотходов представляют нефтешламы – смеси, в составе которых присутствуют нефтепродукты, вода, песок, глина и тяжелые соли. Они образуются в результате добычи, транспортировки, переработки сырой нефти. По данным специалистов, в России каждый год образовывается более 3 млн тонн различных нефтяных шламов. К настоящему времени количество этих отходов нефтепродуктов превышает 100млн тонн.
Переработка
Любое производство неизбежно приводит к появлению промышленных отходов. Проблемы, связанные с утилизацией, вторичным использованием нефтяных продуктов имеют высокую степень актуальности в связи с увеличением объемов добываемой и перерабатываемой нефти. В настоящее время разрабатываются и совершенствуются методы для эффективного применения отходов из нефти.
Механический способ
Механический метод утилизации отходов основан на обезвоживании. Для сокращения объемов нефтяных отходов и более эффективной последующей утилизации из них предварительно удаляют воду. Для этого их отстаивают, фильтруют, центрифугируют и т.д.
Механический метод подходит для обеззараживания осадков и жидких отходов, накапливающихся на промышленных очистных сооружениях, шламов из накопителей заводов по нефтепереработке. В нефтеотходах с большим количеством воды при отстаивании в течение часа количество осадка снижается на 35%. Отходы с большим содержанием нефтепродуктов фильтруют при помощи ленточных фильтр-прессов.
Для эффективной фильтрации нефтешламов применяют интенсивное перемешивание для усреднения состава. Дополнительно в них добавляют золу, полимерные электролиты, различные реагенты для изменения их физических и химических свойств и упрощения фильтрации.
Биохимический способ
В основе биохимического метода утилизации нефтешламов лежит способность различных бактерий преобразовывать углеводороды в безопасные вещества: диоксид углерода и воду. Специально разработанные биопрепараты содержат особые виды бактерий, способные окислять углеводороды, и находят применение при очистке сточных вод, нефтяных резервуаров, водоемов и т.д.
Бактерии сохраняют жизнеспособность при температурном режиме в пределах от -50 до + 70 С. При этом активность микроорганизмов сохраняется только при наличии кислорода. При попадании в безвоздушное пространство бактерии погибают.
Биохимический метод эффективно показал себя при очищении почвы от загрязнений нефтепродуктами. Так, после использования бактерий на обеззараживаемой земле, через 2,5 месяца восстанавливается рост растений. Такой метод позволяет в дальнейшем получать высокие урожаи с ранее загрязненных земель. Причина этого кроется в том, что в результате воздействия микроорганизмов получается хорошее удобрение.
Химический способ
Утилизация нефтесодержащих отходов химическим методом происходит при воздействии на них различными веществами. Одним из более применяемых способов является обрабатывание негашеной известью, на которую предварительно воздействуют стеариновой кислотой. В результате химических реакций получается порошок, обладающий водоотталкивающими свойствами. Его применяют в строительстве дорог и для других целей.
Метод с использованием химических веществ применяется также для очищения поверхностей рек и водоемов, при попадании в них нефти. Для этого используют эмульгаторы с добавлением органических растворителей. Нефтяные загрязнения на воде в виде пятен обрызгиваются с воздуха, что приводит к растворению отходов в слое воды и дальнейшему окислению.
Распространение получил также способ сбора нефтеотходов из водной среды при помощи магнитной жидкости. Она представляет собой коллоидную систему, в состав которой входит вода, минеральные масла, материалы с магнитными свойствами. За счет углеводородной основы такая смесь хорошо растворяется в нефтяных продуктах. Для ликвидации загрязнений с поверхности воды, магнитную жидкость распыляют в необходимом месте. Смесь, полученная после ее растворения в нефтяных отходах, собирается с помощью приспособлений с магнитами.
Комплексный подход
Отходы нефтедобывающей и перерабатывающей промышленности различаются по своим характеристикам. Это приводит к тому, что для их уничтожения требуется применять комплексные методы, включающие несколько способов утилизации. Конечный продукт утилизации предназначен для повторного использования. Комплексные меры позволяют утилизировать различные виды нефтяных отходов.
Методы термической и регенерирующей утилизации
Нефтесодержащие отходы, из которых невозможно получить вторичное сырье, подлежат уничтожению термическим способом. В результате сжигания получаются безопасные продукты: вода и углекислый газ. Для термической обработки используются специальные печи с «кипящим» слоем, пиролизные установки.
Большую часть нефтесодержащих отходов составляют отработанные масла, образующиеся на предприятиях. Это связанно с тем, что при эксплуатации механизмов и машин в масле происходит окисление, загрязнение продуктами износа. Его используют для получения вторичного материала.
Для переработки масел существуют следующие способы:
- физический
- физико-химический
- химический
- комбинированный
При физических методах нефтеотходы отстаивают, центрифугируют, фильтруют, перегоняют в вакууме. Химические способы основываются на применении поверхностно-активных веществ (ПАВ), абсорбирующих веществ и т.д.
Сложности утилизации отходов
На сегодняшний день в стране имеются значительные сложности с переработкой и уничтожением нефтяных отходов. Это связанно с тем, что каждый год увеличиваются объемы добывающей и перерабатывающей нефтепромышленности, имеются огромные запасы неутилизированного нефтешлама. При этом традиционные методы, используемые для утилизации отходов, имеют невысокую производительность и избирательность в отношении состава сырья. Комплексные меры требуют дорогостоящего и сложного оборудования.
Дополнительная сложность заключается в том, что хранящиеся шламы со временем изменяют свои характеристики. Тем самым для их вторичного использования или уничтожения требуются дополнительные затраты.
