В статье рассмотрены актуальные методы утилизации нефтешламов, приведена сравнительная характеристика в зависимости от экологичности методов.
Ключевые слова : утилизация нефтешламов, переработка нефтепродуктов, экологический вред.
Переработка и утилизация нефтепродуктов является актуальной на сегодняшний день экологической проблемой. Сложность рассматриваемой ситуации обуславливается тем, что с каждым годом возрастает количество промышленных предприятий, а технологии переработки нефтешламов не доводятся до совершенства. Только на территории России объем накопленных отходов нефтепереработки достигает до 100 млн. тонн.
Большинство нефтяных отходов не перерабатывается, а отправляется на длительное хранение в полигонах, в результате чего происходит загрязнение природных ресурсов и почвы. Причина, возможно, кроется в том, что около 80 % оборудования, необходимого для переработки нефти, приобретается в импорт, что увеличивает затраты на утилизацию шлаков.
На практике нефтепродукты скапливают в специальные резервуары, где они разлагаются на слои: нефтемазутный, водный, свежешламовый черный, эмульсионно-шламовый, суспензионно-шламовый и придонный. Особое внимание при этом требуется утилизации нефтешламов (высокомолекулярных нефтяных соединений, в состав которых также входит вода и минеральные вещества). Нефтешламы образуются на всех стадиях переработки нефти и требуют переработки, однако в связи со сложным химическим составом продукта, его утилизация требует соблюдения экологической безопасности [1].
На сегодняшний день, современные технологии направлены на то, чтобы снизить объем экологического вреда и сократить риски загрязнения природных открытых водоемов и почвы нефтешламами.
Процесс утилизации осуществляется несколькими методами [2].
Сжигание при высоких температурах дает положительный результат — выделяется тепловая энергия, которую можно применить для реализации технологических процессов. Утилизация осуществляется в камерных и циклонных топках, где углеводородные соединения превращаются в углекислый газ и воду. До сжигания нефтешламов их предварительно отстаивают в отстойниках и сушат, чтобы испарить лишнюю влагу и уменьшить объем перерабатываемой смеси.
Данный метод является экологичным только при полном соблюдении технологии утилизации и применении специального оборудования.
Следующий метод утилизации нефтешламов — фильтрация. Данный подход направлен на то, чтобы отделить нефтепродукты на примеси, которые можно повторно применять, и на отходы, требующие утилизации. Шламы проходят обработку паром, в результате которого фракции с разной плотностью отделяются друг от друга.
Биологическая переработка используется на заключительном этапе очистки загрязненных водоемов и грунтов. В процессе применяются биопрепараты, которые разлагают отходы на более простые соединения, тем самым очищая воду и грунт. Данный метод является экологическим и направлен на очистку природных ресурсов, однако обладает существенным недостатком — для реализации биологической переработки необходимо соблюдение определенных условий. Например, при минусовых температурах невозможно осуществлять данный процесс.
Комплексная очистка представляет собой последовательное выполнение следующих задач: отстаивание нефтешламов в отстойниках, фильтрация, дальнейшая биологическая очистка для завершающей переработки.
Данный метод можно считать экологичным, но затратным. Так как реализация процесса осуществляется поэтапно, это заметно увеличивает длительность утилизации.
Физический метод с применением флокулянтов. В данном случае отходы нефтепереработки разделяются на отдельные элементы с помощью центрифуги. В результате шлаки разделяются на компоненты, которые можно применять повторно. Таким образом, удается получить до 85 % углеводородных соединений, до 95 % твердых частиц и сухой остаток, который может быть применен в строительной деятельности. Также в процессе образуется вода, которую можно использовать в технических целях. Таким образом, все отходы переработки можно использовать вторично, тем самым соблюдается экологичность процесса.
Подобный метод переработки нефтешламов предложила немецкая фирма KHD Humboldt Wedag AG, которая разработала технологию по утилизации шлама путем его отделения на различные фракции и сжигания полученного сухого остатка. Таким образом удается получить максимум пользы от шламов и сократить экологический вред от процесса нефтепереработки.
Одним из современных способов переработки нефтешламов является пиролиз. Это температурное воздействие на углеводородные соединения в вакуумных условиях. Несмотря на применение высокого температурного режима, пиролиз не представляет собой процесс сжигания шлаков. Результатом данного метода является образование пиролизного газа и жидкого пиролизного топлива, которые могут применяться в качестве ценного источника энергии [3].
Данный метод переработки нефтешламов является наиболее экологичным и эффективным , так как образуется дополнительная энергия, применимая для реализации технологических процессов, а также остается лишь небольшое количество сухого остатка, не наносящего сильного вреда окружающей среде. Минусом данного способа является необходимость применения дорогостоящей установки.
На территории Российской Федерации для утилизации нефтешламов применяют метод сжигания. Особенности и этапы процесса представлены в таблице 1.
Таблица 1
Этапы утилизации нефтешламов методом сжигания
|
Название этапа |
Особенности этапа |
|
Отстаивание |
Нефтесодержащие отходы отстаивают в специальных прудах. На данном этапе требуется наличие большой площади и временные затраты. |
|
Фильтрация |
С помощью фильтров отделяют твердые частички. |
|
Сушка |
Процесс проводят для выпаривания из полученной смеси остатки воды. |
|
Сжигание |
В печах при высоких температурных режимах происходит сжигание сухого остатка. |
|
Фильтрация |
Продукты сгорания проходят фильтрацию, чтобы исключить экологический вред. |
|
Очистка воды |
Оставшаяся вода проходит дальнейшее очищение с помощью микроорганизмов. После чего данную воду можно применять в технологических целях. |
Для утилизации нефтешламов применяются различные методы, от выбора которых зависит используемое оборудование и технические установки.
Наиболее популярными считаются следующие виды установок для очистки нефтешламов [4]:
— инсинераторы — кремационные камеры используются для сжигания продуктов нефтепереработки, которые утилизируются с образованием золы и углекислого газа ;
— пиролизное оборудование применяется при высокотемпературном методе утилизации, который реализуется в вакуумных условиях;
— центрифуги и сепараторы используются при механической обработке нефтешламов, в результате которой шламы разделяются на различные компоненты;
— анаэробные реакторы используются при биологическом методе утилизации отходов, в результате которого образуется углекислый газ, вода и органический осадок.
Практически все установки для утилизации отходов требуют больших финансовых затрат, поэтому внедряются в практику замедленными темпами. Сложность, в основном возникает из-за того, что большинство оборудований ввозятся на российскую территорию из рубежа.
Таким образом, несмотря на имеющиеся трудности, с каждым годом разрабатываются новые альтернативные методы переработки отходов и совершенствуются существующие технологии утилизации нефтешламов. Все они направлены, в первую очередь, на снижение негативного воздействия нефтешламов на окружающую среду.
Литература:
- Каминский Э. Ф. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты / Э. Ф. Каминский, В. А. Хавкин. — М.: Техника, 2011. — 384 c.
- Наглядное пособие. Переработка нефти. — М.: Дрофа, ДИК, 2017. — 440 c.
- Быстров, Г. А. Обезвреживание и утилизация отходов в производстве пластмасс / Г. А. Быстров, В. М. Гальперин, Б. П. Титов. — М.: Химия, 2018. — 264 c.
- Коршак А. А. Основы транспорта, хранения и переработки нефти и газа. Учебное пособие. Гриф УМО вузов России / Коршак Алексей Анатольевич. — М.: Феникс, 2015. — 681 c.
