2. Утилизация нефтесодержащих отходов
Сложность эффективной утилизации нефтешламов заключается в том, что химический состав нефтешламов предельно сложен. Кроме того, далеко не все их фракции можно сжечь или переработать. В иефтешламах присутствуют нефть, вода нефтяные эмульсии, асфальтены, гудроны, ионы металлов, различные механические примеси и даже радиоактивные элементы [1].
Очистка сточных вод промышленных предприятий несомненно, является важным аспектом с точки зрения охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. Однако сопутствующий очистке процесс шламообразования тоже требует внимания. Как правило, шламы остаются невостребованными, поэтому изыскание путей их утилизации является актуальной задачей [3].
Сейчас только на территории Российской Федерации в нефтяных амбарах различных нефтеперерабатывающих предприятий накоплены сотни миллионов тонн токсичных нефтешламов. Из-за отсутствия современной эффективной технологии утилизации нефтешламов возникла реальная угроза крупномасштабного загрязнения почв, подземных вод, рек и морей. Кроме того, становится вполне реальной опасность остановки нефтеперерабатывающих предприятий из-за переполнения нефтяных амбаров нефтешламами.
Нефтешламы состоят из трех ярко выраженных фракций: водной, нефтяной и твердой. Кроме того, они существенно различаются по своему составу и свойствам в зависимости от качества и состава исходной сырой нефти.
Для переработки нефтешламов используют биотехнологии, химиотехнологии, акустические, термические и чисто огневые технологии, а также комбинированные технологии.
Общим недостатком всех перечисленных технологий утилизации и переработки нефтешламов является их низкая производительность и высокие материальные, энергетические и финансовые затраты. Кроме того, они не позволяют осуществить полную переработку и угилизацию нефтешламов и не обеспечивают экологическую безопасность для окружающей среды.
2.1 Утилизация нефтесодержащих отходов на ОАО «ВЗТУ» и ООО «Лукойл-ВНП»
Были исследованы нефтесодержащие шламы двух химических предприятий Волгоградской области: ОАО «Волгоградский завод технического углерода» ОАО «ВЗТУ») и ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» (ООО «ЛУКОЙЛ-ВНП»).
За время работы очистных сооружений ОАО «ВЗТУ» первичный отстойник на 70% заполнился нефтесодержащими донными отложениями, представляющими собой черную, маслянистую, вязкую смесь с содержанием влаги 30 – 35%.
Сточная вода на очистные сооружения поступает после зачистки и пропарки цистерн для сырья, промывки оборудования. Также поступают ливневые стоки с территории завода. По составу загрязнителей донные отложения отстойника – это, в основном, используемое на предприятии сырье, а именно: зеленое масло, термогазойль, экстракты газойлей каталитического крекинга, продукты коксохимических производств, антраценовое масло.
До пуска очистных сооружений нового типа на ООО «ЛУКОЙЛ-ВНП» нефтесодержащие отходы, образующиеся при первичной переработке нефти, обезвоживании, зачистке емкостей, промывке оборудования, контактной очистке остаточных и дистилляторных масел, после установок коксования вывозились на пруды – шламонакопители. На сегодняшний день образовалась многотонная масса экологически небезопасного шлама – смолооб-разного вещества черного цвета, содержание воды в котором колеблется в пределах 30 – 45%.
Углеводородный состав образцов шламов исследовали хромато-масс
спектроскопическим методом на приборе «Вариан МАТ111» при ионизирующем напряжении 70 В и силе тока эмиссии катода 240 мкА. Спектральный анализ показал, что в состав шлама ОАО «ВЗТУ» входят различные производные антрацена, пирена, фенантрена, хинона, флоурена [3].
Шлам ООО «ЛУКОЙЛ-ВНП» состоит из парафиновых углеводородов C5-C58. Было определено, что шламы этих предприятий имеют эффективную удельную активность естественных радионуклидов менее 370 Бк/кг, следовательно, в соответствии с Нормами радиационной безопасности относятся к I классу, т.е. являются радиационно безопасными.
Проделана экспериментальная работа по использованию исследуемых шламов в качестве добавки (1–3%) в противопригарную смесь для литейных форм и стержней. Полупроизводственные испытания проводились на ОАО «Волгоградский тракторный завод».
При заливке металла и прогреве литейной формы или стержня происходит возгонка ароматических углеводородов (температура кипения 245–300 С), содержащихся в углеродсодержащем шламе ОАО «ВЗТУ». При контакте с залитым металлом ароматические углеводороды разлагаются, на поверхности отливки и на поверхностях песчинок в контактной зоне формы появляется плотная углеродистая пленка. Эта пленка предохраняет поверхность металла от окисления газами атмосферы формы и предотвращает взаимодействие кварцевого песка с металлом и образующимися на его поверхности оксидами.
Испытанная смесь обеспечивает наличие пригара на поверхности пробы 5–10% прочность после тепловой сушки 1.2–1,7 МПа. При использовании смеси без добавки шлама вся поверхность пробы покрывается пригаром.
В процессе испытаний противопригарной смеси, содержащей шлам ООО «ЛУКОЙЛ-ВНП», величина пригара составила 7–12%, прочность после тепловой сушки 1,2–1,8 МПа.
При заливке металла и прогреве литейной формы или стержня происходит окисление парафиновых углеводородов шлама с выделением СО, оседающего в литейной форме восстановительную атмосферу и препятствующего окислению заливаемого в форму металла. Неокисленный металл не смачивает кварцевый песок литейной формы или стержня и не проникает между частицами кварцевого песка. Кроме того, в восстановительной атмосфере не могут образовываться оксиды железа и железистый силикат фаялит 2FeOSiO2, имеющий температуру плавления 1205 °С и припаивающий зерна кварцевого песка к поверхности отливки, образуя пригар. В результате исследований было установлено, что нефтесодержащие отходы ОАО «ВЗТУ» и ООО «ЛУКОЙЛ-ВНП» являются малоопасными (IV класс) и радиационно безопасными, поэтому их можно использовать в литейном производстве в качестве добавки в противопригарную смесь для литейных форм и и стержней [3].
|
