53. Экологическая характеристика современных нефтегазовых технологий.

большинство предприятий нефтегазовой отрасли потенциально способны создавать серьезные экологические проблемы, как локального, так и глобального характера. Практика показывает, что традиционные подходы и технологии сокращения загрязнений на современном этапе не обеспечивают эффективного решения экологических проблем. В статье представлен новый подход к сокращению техногенного воздействия на окружающую среду, который все шире используется во многих странах мира. Такой подход отразился в концепции, получившей название «Более чистое производство» (БЧП), который способен гораздо эффективнее решать экологические проблемы промышленных предприятий, в т.ч. нефтегазовых.

В работе [1] показано, что широко использовавшиеся во второй половине ХХ века методы и технологии борьбы с загрязнениями, которые дает нефтегазовая промышленность, принципиально не способны эффективно решить все основные экологические проблемы отрасли. В связи с постоянным ростом накопления отходов в конце 90-х годов была выдвинута новая концепция предотвращения образования отходов и выбросов, а точнее сведения их к такому минимуму, который позволяет легче решать проблему ликвидации промышленных загрязнений. Эта концепция носит название «Более чистое производство» (БЧП),

Переработка шламов

Из разработанных за рубежом новых   технологий   переработки

шламов наибольший интерес вызывает одна из них, представленная на рис. 4. Эта технология выгодно отличается тем, что пригодна для переработки различных видов шламов, в т.ч. старых высокостабильных.

Технология представляет собой комбинацию нескольких процессов — сепарации, отстаивания, флотации, дегазации, кондиционирования, обезвоживания, добавления извести, уплотнения и осушки. Полученные продукты предлагается сжигать, направлять на дополнительную переработку с целью извлечения полезных компонент или использовать в сельском хозяйстве. Таким образом, данная технология представляет собой замкнутый цикл переработки нефтешлама с полной утилизацией конечных продуктов.

В другой технологии, разработанной и используемой в США, применяется кавитационный метод разделения эмульсий энзимами. Поддерживающее технологию оборудование может исполняться как в стационарной, так и мобильной формах  и  отличается  надежностью.

Принцип действия данной технологии, позволяющей разделять устойчивые воднонефтяные эмульсии, приведен на рис. 5.

Аналогичный принцип заложен в технологию переработки буровых шламов, представленную на рис. 6. В ней применяется последовательное разделение механических примесей, а на заключительном этапе полученная эмульсия разделяется на нефть и воду. При этом степень очистки твердых частиц (песка) и воды чрезвычайно высока — вплоть до качества, соответствующего требованиям к водам рыбохозяйственного назначения. И хотя оборудования для этой технологии достаточно дорогое, такие установки работают уже в нескольких местах.

Переработка органических отходов

Одним из вариантов универсального решения проблемы, на этот раз переработки отходов, можно считать новую технологию «Копроцессинга парового и резонансного электромагнитного крекинга» (Ко-ПРЭК), представленную на рис. 7. Технология позволяет при минимальном давлении (0,4 МПа), без применения катализаторов и реагентов, в режиме замкнутого экологически безопасного цикла проводить переработку органических веществ в твердом и жидком состоянии. При этом достигается глубина переработки, обеспечивающая полное разложение сырья с получением углеводородных фракций, технического углерода, топочного газа. Изменяя параметры процесса и конструкцию реактора, можно обеспечить переработку различных видов отходов на территории одного предприятия. В т.ч. резинотехнических и полимерных отходов, отработанных масел, нефтешламов, отходов биомассы и электронных отходов. Для реализации технологии создаются соответствующие технологические линии переработки, максимально использующие элементы существующей инфраструктуры предприятия.

Востребованность и перспективность данного процесса можно проиллюстрировать следующими цифрами: каждый год в мире добывается 3,2 млрд т нефти, в то же время ежегодно образуется около 10 млрд т углеводородсодержащих отходов. Очевидно, что если перерабатывать хотя бы часть этих отходов с получением углеводородсодержащих продуктов, можно ощутимо увеличить их производство.

Гидротранспорт концентрированных отходов

Среди существующих технологий транспорта концентрированных отходов особое место занимают технологии, использующие принцип «торнадо».

Так, технология гидротранспорта, изображенная на рис. 9, позволяет перекачивать шламы, песок и другие концентрированные смеси на большие расстояния при низкой себестоимости процесса. Принцип действия показан на рисунке. Отметим, что данная установка малогабаритна и может быть смонтирована как в мобильном варианте (может управляться и переноситься одним человеком), так и в стационарном.

В упрощенном виде работа установки происходит за счет генерирования закрученного потока, который захватывает и поднимает частички, аналогично действию торнадо или смерча в природе. Закрученный поток создается путем подачи жидкости тангенциально в камеру, что приводит к образованию закрученного потока, протекающего в межтрубном пространстве — между внешней трубой подачи жидкости и внутренней трубой разгрузки. Как только поток выходит из устройства, он воздействует на твердые частицы, расположенные под устройством, захватывает их, насыщает водой и заставляет двигаться по направлению к входному отверстию разгрузочной центральной трубы и далее по ней к месту разгрузки.

Переработка попутного газа

Перспективной технологией является также переработка попутного нефтяного газа для получения метанола, дизельного топлива и высокооктанового бензина. Установка позволяет получать из 20 т газа 1,5 МВт электроэнергии, 20 т метанола, 14 т диметилового эфира или примерно 9 т высокооктанового бензина по схеме, представленной на рис. 11.

Технология производства диметилового эфира (ДМЭ), метанола и синтетических моторных топлив из природного газа позволяет использовать в качестве сырья, наряду с метаном, другие низшие алканы (этан, пропан, бутан) и представляет собой энергозамкнутый и экологически безопасный процесс. По этому процессу ДМЭ получается из синтез-газа через промежуточный синтез метанола на катализаторах при специфических условиях с целевой конверсией углеводородного сырья до 70% и общей селективностью, близкой к 100%.