27 Переработка отходов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (нефтешламы, отработанные масла)

Отходы нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности могут находиться в различных агрегатных состояниях: твердом (пастообразном), жидком и газообразном. Одним из наиболее крупных источников являются жидкие отходы. Это продукты, остатки или отработанные в технологическом цикле, имеющие как следствие ухудшенные физико-химические свойства. Они, как правило, способны сгорать самостоятельно или в смеси с дополнительным топливом. Количество и состав их различны, но большая часть представлена нефтепродуктами. Нефтеотходы в соответствии с общепринятой классификацией нефтепродуктов (жидкие топлива, смазочные масла, консистентные смаз­ки) можно разделить на топливные, маслосодержащие и близкие к последним консистентные. Помимо них, имеются нефтеотходы, загрязненные твердыми материалами, так называемые нефтешламы и осадки, а также кислые гудроны и смазочно-охлаждающие жидкости. Наибольшее распространение получили физические, химические и физико-химические методы утилизации. Ведущими среди них являются химические (термические) способы.

Нефтяные шламы предприятий представляют собой донные осадки всех сооружения механической очистки сточных вод, продукты зачистки резервуаров, флотоконцентрат установок каскадно-адгезионной сепарации слива флотомашин. Нефтешламы представляют собой многокомпонентные устойчивые физико-химические системы, состоящие главным образом, из нефтепродуктов, воды и минеральных добавок (песок, глина, оксиды металлов и т.д.)- Главной причиной образования резервуарных нефтешламов является физико-химическое взаимодействие нефтепродуктов в объеме конкретного нефтеприемного устройства с влагой, кислородом воздуха и механическими примесями, а также с материалом стенок резервуара. В нефтешламах резервуарного типа соотношение нефтепродуктов, воды и механических примесей (частицы песка, глины, ржавчины и т.д.) колеблется в очень широких пре­делах: углеводороды составляют 5-90%, вода 1—52%, твердые примеси 0,8—65%.Операции по переработке жидковязких нефтешламов с предварительным механическим разделением фаз целесообразны лишь при высоком содержании в шламах органики. В этом случае операция жидковязкого разделения нефтешламов выгодна, поскольку нефтешламы подобного типа можно отнести к разряду вторичных минеральных ресурсов. Одним из возможных путей утилизации подобной жидкой органики является ее использование в качестве одного из компонентов сырья для коксования или добавок в котельные топливо. Наиболее простым способом утилизации жидковязких нефтешламов с высоким содержанием органики является прямое, без фазового разделения использование их в смесях с торфом, угольной пылью, опилками или другими дешевыми горючими веществами и отходами в качестве брикетированного котельного топлива Переработка нефтешлама путем центробежной сепарации Центробежное сепарирование представляет собой ускоренную форму гравитаци­онного сепарирования, в основе которой лежит принцип замены естественной грави­тационной силы. Результатом является соответствующее повышение скорости оседа­ния частиц в жидкости. Даже мельчайшие частицы, которые никогда не оседают под воздействием гравитации при их движении в потоке, мгновенно оседают в поле цен­тробежных сил. Сепарирование нефтешлама обычно проходит через две стадии. На первой стадии основная масса твердых частиц отделяется в декантерной центрифуге. Этот декантер производит довольно сухой остаток, содержащий минимум чистой нефти. Вы­текающий поток, состоящий из нефти и воды (и минимального количества примесей), поступает на вторую стадию разделения. Концептуальное решение переработки нефтешламов предполагает следующую технологическую последовательность:1)первичная обработка исходного сырья:2)декантерное разделение на жидкую и твердую фазу;3)окончательное разделение нефти, воды и механических примесей в тарельчатом сепараторе.

Неутилизированные отработанные масла наносят непоправимый ущерб ОС, отравляя воду, воздух и почву. Некоторые из них обладают канцерогенными свойствами и длительно не распадаются в естественных условиях. К 1-, 2- и 3-й категориям относятся различные масла и их смеси, пригодные для переработки или использования. К 4-й катего­рии отнесена смесь нефтеотходов, также пригодная для переработки или использования. 5-я категория объединяет нефтеотходы, не­пригодные для переработки с целью дальнейшего использования и подлежащие экологически обоснованному уничтожению. Методы регенерации отработанных масел подразделяются на физические, физико-химические, химические и комбинированные. К физическим методам относятся отстаивание, центрифугиро­вание, фильтрация, перегонка. Отстаивание - наиболее простой и дешевый способ отделения от отработанных масел большей части воды и примесей крупных твердых частиц, осуществляется в отстойниках различной геомет­рии. Центрифугирование также позволяет отделить воду и твердые частицы от масла; процесс выполняется с помощью центрифуг пе­риодического или непрерывного действия, не требует больших за­трат времени и энергии. Фильтрация позволяет отделить от масла дисперсные частицы практически любых размеров, а также воду; выполняется на различных фильтрах, например фильтр-прессах. Фильтрующими элементами являются пористые материалы: текстиль. Перегонка позволяет отделить от масла легколетучие фракции, в частности бензин, попадающий в масло при неисправном двигателе. Еще более эффективна вакуумная перегонка, при которой получают в качестве дистиллята высококачественные базовые масла. К физико-химическим методам относятся коагуляция, адсорбция и экстракция, т.е. методы, основанные на использовании ПАВ, адсорбентов, экстрагентов и т. п. Коагуляция позволяет очистить отработанное масло от загрязнений путем коагулирования (укрупнения) частиц. Для этих целей применяют электролиты, ПАВ. Адсорбция используется для окончательной очистки и проводится с помощью отбеливающей глины, силикагеля. Экстракция применяется для разделения на фракции отработанных масел с помощью селективных растворителей, т. е. таких веществ, которые способны избирательно растворять те или иные компоненты смеси. В частности, экстракционная очистка отработанных масел проводится с помощью пропана, который растворяет собственно масло и не растворяет асфальто-смолистые вещества, образовавшиеся при его эксплуатации и старении. К химическим методам регенерации масел относятся очистка отработанных масел с помощью кислоты или щелочи, а также осушка и гидрогенизация.Осушка производится с помощью негашеной извести и других водопоглощающих веществ, а гидрогенизация—путем обработки масла водородом на поверхности катализатора. В результате гидро­генизации непредельные углеводороды превращаются в предельные, что приводит к очистке масла от примесей и повышению его стабильности при эксплуатации. Эта технология требует значи­тельных капитальных и текущих затрат. Комбинированные методы регенерации заключаются в сочета­нии нескольких названных выше приемов очистки.