Основные направления охраны атмосферы от загрязнений выбросами нефтеперерабатывающих предприятий

Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности выбрасывают в атмосферу значительные количества газов и паров (оксиды серы, оксид углерода (II), оксиды азота, сероводород, аммиак, углеводороды, кислород- и азотсодержащие органические соединения, органическая и неорганическая пыль, смолистые вещества). Самыми крупными являются выбросы углеводородов в атмосферу. Борьба с такими выбросами затрудняется тем, что они происходят из громадного числа источников, рассредоточенных на большой территории, поэтому применение каких-либо очистных сооружений здесь исключается и задача сокращения выбросов должна решаться мерами технологического порядка. К ним относятся: замена резервуаров с шатровыми крышами на резервуары с плавающими крышами или понтонами; герметизация технологического оборудования и коммуникаций; применение автоматического регулирования технологических процессов, не допускающего нарушения параметров, регулирующих давление и поэтому предотвращающего срабатывание предохранительных клапанов; использование системы контроля предохранительных клапанов; применение развитой факельной системы с полным сбором и использованием отходящих газов; герметичный слив-налив в железнодорожные цистерны; замена открытых нефтеловушек герметизированными и другое.

Схожим является положение с выбросами в атмосферу продуктов сгорания от технологических установок и факельного хозяйства. И здесь для защиты атмосферы от оксида углерода (II) и диоксида серы должны предусматриваться технологические мероприятия. Выбросы оксида углерода (II) могут быть уменьшены упорядочением процесса сжигания топлива, а также каталитическим дожиганием до диоксида углерода. Уменьшение выбросов диоксида серы может осуществляться предварительным обессериванием сжигаемого топлива.

По принятой технологии переработки сернистых нефтей в процессе каталитической гидроочистки сероводород и другие сернистые соединения извлекаются в виде товарных продуктов – серы или серной кислоты и выброс сероводорода в атмосферу в значительной мере исключается. Выделение сероводорода из барометрических конденсаторов может быть устранено их заменой на поверхностные конденсаторы. Другие источники выброса сероводорода могут быть сокращены улучшением герметизации.

Пылевые выбросы более локальны, чем газовые и легче поддаются улавливанию. Пыль образуется при транспортировке катализаторов и адсорбентов, их регенерации, измельчении, сушке и т.д. При проведении процессов в реакторах с псевдоожиженным слоем катализатора (каталитический крекинг, дегидрирование бутана) частицы катализатора при многократном использовании уменьшаются в размерах и выносятся с потоком газа. На нефтеперерабатывающих производствах для удаления пылевых частиц применяют пылеосадительные камеры, циклоны, ротационные аппараты.

Мероприятия по охране воздушного бассейна на нефтеперерабатывающих предприятиях должны быть направлены на повышение культуры производства, строгое соблюдение технологического режима, усовершенствование технологии с целью снижения газообразования, максимальное использование образующихся газов, уменьшение потерь углеводородов на объектах общезаводского хозяйства, сокращение выбросов вредных веществ в период неблагоприятных метеоусловий, разработку и усовершенствование методов контроля и очистки выбросов в атмосферу.

Очистка сточных вод

Химическая, нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленности относятся к наиболее водоемким отраслям народного хозяйства. Сложность в решении проблемы рационального использования водных ресурсов и предотвращения загрязнения водоемов сточными водами обусловлена особенностями этих отраслей:

-огромными количествами вовлекаемых в сферу производства материальных ресурсов и выпускаемой готовой продукции;

-разнообразием применяемых технологий, выпускаемой продукции и получающихся отходов;

-широким использованием воды для производственных целей и отсутствием технологических решений по ее замене.

Состав производственных сточных вод зависит от характера использования воды в технологическом процессе. В сточных водах, образующихся на современных нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ), присутствуют примеси, которые не относятся к категории сильно токсичных: хлориды, сульфаты, нитраты и фосфаты натрия, калия, кальция, аммония, магния, железа, меди, органические продукты, взвешенные вещества, нефтепродукты, СПАВ, масла и т.д. Сточные воды нефтеперерабатывающих, нефтехимических и химических производств кроме растворённых органических и неорганических веществ могут содержать коллоидные примеси, а также взвешенные вещества, плотность которых может быть больше или меньше плотности воды. В ряде случаев сточные воды содержат растворенные газы.

Сточные воды могут содержать в своем составе пожаро- и взрывоопасные вещества, а также соединения, агрессивные по отношению к трубопроводам, коллекторам, очистному оборудованию. В некоторых случаях в сточных водах содержатся вещества, обладающие резким неприятным запахом, или поверхностно-активные вещества, приводящие к пенообразованию и т. д.

Рассмотрим очистку нефтьсодержащих сточных вод на примере ОАО «Сибнефть - Омский НПЗ». Промышленно-ливневая канализация завода делится на три независимые системы. В первую систему поступают стоки от основных технологических установок. Вторая система объединяет стоки ЭЛОУ, товарно-сырьевых парков и характеризуется повышенным содержанием нефтепродуктов и солей. В третью систему сбрасываются стоки с установки расщепления серной кислоты, катализаторной фабрики и химводоочисток. Промстоки всех систем независимыми потоками поступают на очистные сооружения и проходят раздельную механическую и физико-химическую очистку, перед биологической очисткой все потоки объединяются.

Очистные сооружения включают в себя сооружения механической очистки, установку импеллерной флотации, блок биологической очистки, буферный пруд. Механическую очистку применяют для удаления из производственных сточных вод нерастворимых примесей. Основными процессами механической очистки являются: процеживание сточной жидкости на решетках и сетках для выделения крупных примесей и посторонних предметов; улавливание в песколовках тяжелых примесей, проходящих через решетки и сетки; отстаивание воды для удаления не растворяющихся тонущих и плавающих органических и неорганических примесей, не задерживаемых решетками и песколовками.

Стоки первой системы поступают по четырем коллекторам на песколовки, далее на нефтеловушки, на которых собирается нефтепродукт и закачивается в резервуарные парки. Производительность нефтеловушек 3300 м³/час. Эффективность работы - 87-92 %. После ловушек стоки поступают на радиальные отстойники общей производительностью 4400 м³/час. Нефтепродукт, собранный на отстойниках также закачивается в резервуарные парки. Эффективность отстойников - 35-45 %.

Стоки второй системы очищаются на аналогичных сооружениях механической очистки с максимальной производительностью 730 м³/час. Эффективность сооружений механической очистки стоков второй системы - 77-83 %.

После механической очистки стоки первой и второй систем совместно подаются на установки импеллерной флотации, где происходит очистка стоков от мелкодисперсных взвешенных частиц при помощи флокулянта. Для процесса флотации в качестве химического вспомогательного вещества используется катионный полиэлектролит «Праестол».

Флотация сопровождается аэрацией сточных вод, снижением концентрации ПАВ, легкоокисляемых веществ и микроорганизмов. Все это способствует успешному проведению последующих стадий очистки.

Производительность установки 3300 м³/час. Эффективность - 80-90 %. После установки флотации стоки подаются на блок биологической очистки. Биологическая очистка сточных вод осуществляется при помощи живых организмов разного уровня организации. Микроорганизмы, которые участвуют в процессе биологической очистки, формируются в виде активного ила или биоплёнки. Питательными веществами для микроорганизмов активного ила являются загрязняющие воду органические вещества, однако, избыточная их концентрация и отсутствие в стоках достаточного количества веществ для питания и построения новой биомассы в сточных водах может умертвить микроорганизмы. Производительность БОС 4800 м³/час. Эффективность 91-95 %.

Часть очищенных стоков возвращается на повторное использование, остальные осветленные стоки через буферный пруд откачиваются на очистные сооружения МУП «Водоканал» для дальнейшей доочистки.

Нефтепродукт, собранный на очистных сооружениях, подготавливается в резервуарных парках и передается для очистки на установку по переработке нефтешламов производительностью 45 м³/час. Полученная в результате очистки нефтяная фаза возвращается в производство.