В статье приведен анализ состава и источников образования нефтешламов на нефтеперерабатывающих заводах.
Ключевые слова: нефтешламы, нефтеперерабатывающий завод.
Нефтешламы представляют собой сложные физико-химические составы, в которых содержатся нефтепродукты, вода, механические примеси (глина, песок, окислы металлов). Процентное соотношение указанных элементов зависит от источника образования, условий и длительности хранения смесей [1].
Нефтешламы выступают опасными природными загрязнителями, которые проникают на поверхность почвы, затрагивают подземные воды, почвенно-растительный покров, атмосферный воздух.
По своим свойствам нефтешламы относятся к токсичным веществам, так как в их составе имеются летучие ароматические углеводороды, например, толуол и бензол. Подобные высокотоксичные вещества подвергаются быстрому испарению, тем самым нанося вред окружающей среде. Однако, наиболее опасными веществами выступают многоядерные ароматические углеводороды, которые имеют более низкую токсичность, но воздействуют на окружающую среду длительное время.
Нефтешламы перерабатывающих цехов представляют собой осадки всех объектов механической очистки сточных вод, остатки после очищения резервуаров, концентрированные осадки оборудования каскадно-адгезионной сепарации слива.
Состав нефтешламов в зависимости от источников образования представлен на рис. 1.
Рис. 1. Состав нефтешламов в зависимости от источников образования
Шламы возникают везде, где реализуется эксплуатация, транспортировка и переработка нефти. В отходах содержится огромное количество токсичных элементов и соединений, в том числе канцерогенные полициклические ароматические составы, тяжелые металлы, радиоактивные элементы. Представленные компоненты могут нанести огромный риск состоянию здоровья человека, а также окружающей природе.
Анализ причин и источников появления нефтяных отходов на нефтеперерабатывающих предприятиях показывает, что 8–12 % механических примесей попадает вместе с нефтью, 20–25 % проникают за счет применения речных вод, 65–70 % формируются в результате деятельности завода [2].
Механические отходы из сточных вод сорбируют нефтяные продукты в канализационных коллекторах, далее в виде осадка (нефтешлама) переводят в очистные сооружения. Часто в осадках содержатся тяжелые нефтяные отходы.
Шламы накапливаются в специальных накопителях очистных сооружений, куда также поступает нефтяная эмульсия, формирующаяся в результате работы системы сбора ловушечной нефти, зачистки резервуаров, пена флотации, утечек в трубопроводной системе, отсутствия герметичности используемых емкостей, образования продуктов промывки трубопроводов.
Нефтяные осадки, возникающие и накапливающиеся в очистных сооружениях предприятия можно классифицировать на две группы:
— долго хранящиеся составы, которые хранятся в накопителях несколько лет подряд;
— свежие шламы, образованные на хранилищах недавно.
Анализ образования нефтешламов в нефтеперерабатывающих заводах показывает, что объем осадков составляет примерно 1,5–5 тыс. т на 1 млн т используемой нефти.
Нефтешламы, накопленные в результате переработки нефти, отправляются на хранение в пруды-накопители. Для транспортировки осадков в основном применяют гидроэлеваторы. Для этого нефтешламы разбавляют водой в соотношении 1:3.
Осевший шлам в первое время занимает много места, так как при соприкосновении его частицы образуют дисперсную систему в виде коагуляционной структуры. При перегруппировке частиц осадка происходит постепенное его уплотнение [3].
Осадки перемешиваются и разбавляются водой, тем самым восстанавливаются во времени, ведь данная дисперсионная система имеет тиксотропные характеристики. При этом разбавляя нефтяной шлам, становится больше объем осадка и содержание воды в примеси. Такое случается из-за неполной деструкции коллоидных агрегатов нефтяных шламов и формирования коллоидно-связанной воды. Это приводит к образованию гидратной пленки вокруг твердых элементов, тем самым мешая образованию больших агрегатов. Таким образом, разбавление нефтяного шлама приводит к тому, что увеличивается его объем, что является отрицательным фактором.
В результате долгого хранения отходов начинаются физико-химические реакции, из-за которых шлам начинается разделяться на три слоя:
— верхний слой представляет собой трудноразделимую водную нефтесодержащую эмульсию, которая стабилизирована механическими составами коллоидных размеров. При этом чем глубже слой шлама, тем выше содержание нефтяных составов и разных примесей. Утилизация данной эмульсии осуществляется методом сжигания в качестве топлива или путем обработки при определенных технологических процессах;
— средний слой представляет собой загрязненную воду;
— донный слой представляет собой осадок, в котором содержание нефтяных отходов относительно постоянное, а объем механических частиц растет с увеличением глубины слоя.
Изменение состава нефтешлама по глубине шламонакопителя приведено на рис. 2.
Рис. 2. Изменение состава нефтешлама по глубине шламонакопителя
1 — нефтепродукты; 2 — механические примеси; 3 — вода
Таким образом, невозможно отыскать нефтешламы, совершенно идентичные по компонентам состава и физическим свойствам. Данная особенность составов зависит от процесса, причины образования отхода. У отходов могут отличаться следующие характеристики: процентное соотношение воды, механических примесей, нефтепродуктов, отличие физических свойств.
Плотность состава может варьироваться в пределах от 830 кг/м 3 до1700 кг/м 3 . Температура застывания может составлять от -3 до +50 °С. Настолько различные свойства отходов случаются из-за того, что нефтешламы появляются в разных средах.
Литература:
- Бадикова, А. Д. Возможности спектральных методов анализа для изучения состава нефтешламов / А. Д. Бадикова, Ф. Х. Кудашева, Р. А. Ялалова, А. В. Рулло, С. Р. Сахибгареев // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. — 2017. Т. 7. № 2 (21). С. 128–134.
- Мухтаров, Я. С. Анализ источников образования нефтесодержащих отходов / Я. С. Мухтаров, Р. Ш. Суфиянов, В. А. Лашков // Вестник Казанского технологического университета. — 2017. — № 17. — С. 220–223.
- Егорова, Г. И. Отходы нефтехимических производств / Г. И. Егорова, И. В. Александрова, А. Н. Егоров. — Тюмень: ТюмГНГУ, 2016. — 126 с.
