Основные источники и состав вредных выбросов

Основные загрязнители атмосферы предприятий нефтеперерабатывающей промышленности

Вредные примеси, выбрасываемые в атмосферу предприятиями нефтегазового комплекса, разделяют на следующие группы:

- кислые компоненты (оксиды углерода, серы, азота; сероводород), образующиеся, в основном, при сжигании различных видов углеводородного топлива;

- углеводороды и их производные;

- твердые частицы.

На нефтеперерабатывающих предприятиях производственные отходы, содержащиеся в газовых выбросах, чаще всего сжигаются на факелах и выбрасываются в атмосферу.

Основные источники и состав вредных выбросов

Источники промышленного выброса	Химический состав промышленного выброса
Газо- и парообразные	Жидкие и твердые
Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности	Диоксиды серы, диоксид углерода, оксиды азота, сероводород, аммиак, углеводороды, кислород и азотсодержащие органические соединения	Органическая пыль, неорганическая пыль, смолистые вещества.
Предприятия нефтехимической промышленности	Оксид углерода, кислородсодержащие органические соединения.	Органическая пыль, кислоты, смолистые вещества, органические соединения.
Предприятия химической промышленности	Оксид углерода, сероуглерод, хлор, ртуть металлическая, углеводороды
Топливосжигающие устройства (ТЭЦ, промышленные печи и т.д.)	Диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, кислородсодержащие соединения	Неорганическая пыль

 

При сжигании углеводородного сырья в энергетических установках образуются продукты их сгорания – различные компоненты: оксиды углерода, серы, азота.

Оксид и диоксид углерода образуются при сгорании любого вида промышленного топлива. Наряду с оксидами углерода в продуктах сгорания топлив обнаруживаются формальдегид и другие продукты неполного сгорания (органические кислоты и др.). Наиболее существенное значение для экологии имеет наличие в составе выбросов формальдегида, обладающего высокой токсичностью и резким запахом. При сжигании нефти и высоким содержанием серы образуются диоксиды серы. Основным источником загрязнения атмосферы диоксидом серы на газоперерабатывающих заводах являются установки получения серы методом Клауса. Большие количества диоксида серы выбрасываются в атмосферу при производстве серной кислоты. Установки по ее производству имеются на ряде нефтеперерабатывающих предприятий.

На большинстве нефтеперерабатывающих и нефтехимических комбинатов для выработки водяного пара имеются свои котельные, которые выбрасывают в атмосферу вместе с дымовыми газами значительные количества диоксида серы. Оксиды азота содержатся в выбросах производств продуктов органического синтеза, пропилена, диметилового эфира, глицерина, азотной и серной кислот, хлороформа.

Оксиды азота, образующиеся при сгорании углеводородного топлива, классифицируются как термические, быстрые и топливные.

Термические оксиды возникают в результате высокотемпературного радикально-цепного окисления воздуха.

Быстрые оксиды получаются при горении углеводородов в результате взаимодействия углеводородных радикалов с азотом воздуха.

Топливные оксиды образуются из азотсодержащих соединений, присутствующих в топливе.

Выбросы в атмосферу кислых компонентов обусловлен, прежде всего, процессами горения. Все высокотемпературные процессы НГК (термический и каталитический крекинг, пиролиз) связаны со сжиганием в трубчатых печах газообразного или жидкого топлива.

Все ГНЗ и НПЗ оснащены факельными установками для сжигания аварийных сбросов горючих газов и паров после срабатывания предохранительных устройств как в основном, так и вспомогательном оборудовании, а также для технологических выбросов при плановых пусках и остановках оборудования, залповых выбросов при проверке КИП, пробоотборных устройств.

На НПЗ и НХЗ большие количества углеводородного топлива сжигаются в печах для высокотепературных процессов мощных котельных, обеспечивающих теплоснабжение заводов.

В таблице приведены некоторые нефтехимичекие процессы, являющиеся источниками образования и выброса в атмосферу диоксида серы.

 

Источники образования SO₂ в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности

Процесс	Источники образования
Гидрообессеривание нефти	Нагрев и каталитическая регенерация
Каталитический риформинг	Нагрев и каталитическая регенерация
Каталитический крекинг-флюид	Печь предварительного нагрева, каталитическая регенерация, котел-утилизатор СО
Изомеризация	Нагрев и каталитическая регенерация
Алкилирование	Нагреватель отпарной колонны для изопродуктов

 

Сероводород образуется при гидроочистке, переработке и очистке различных нефтяных фракций и сероводородсодержащих газов.

Главным источником выбросов углеводородов в атмосферу являются выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания, химические продукты неполного сгорания нефтяного и газового топлива. Углеводороды попадают в атмосферу также при хранении и транспорте нефти и газа, проведении ремонтных работ технологического оборудования, подготовке к ремонту и пуску после ремонта технологических установок и оборудования, при эксплуатации технологического оборудования.

При промысловой подготовке газа УВ попадают в атмосферу при нарушении технологии эксплуатации скважин и технологических установок, продувке аппаратов, ремонте промысловых сооружений, в результате негерметичности аппаратуры, арматуры и КИП.

На ГПЗ выбросы углеводородов в атмосферу происходят при нарушении технологии процессов на установках очистки и осушки газа, стабилизации конденсата, получения серы, производства технологического углерода, а также при утечках через неплотности.

В НПП и НХП одним из источников выбросов углеводородов в атмосферу является открыто расположенное технологическое оборудование. При существенных преимуществах такого расположения оборудования (повышение взрывобезопасности, уменьшение стоимость и сроков строительства) необходимо иметь в виду, что санитарно-гигиенические условия труда на таких установках ухудшаются. При этом вредные вещества, выделяющиеся через неплотности оборудования, попадают непосредственно в зону, где находятся рабочие, загрязняя ее. Неблагоприятное состояние атмосферу (штиль, инверсия) резко увеличивает загрязнение в ее приземном слое.

Через неплотности оборудования в атмосферу могут попадать не только углеводороды, но и продукты нефтехимических производств – различные кислородсодержащие органические соединения, общее число которых, вероятно, составляет десятки тысяч наименований. Низкомолекулярные соединения могут выбрасываться в атмосферу также с отработанным воздухом. Характерной чертой этой группы выбросов является их многообразие. А наибольший вклад в загрязнение атмосферы различными летучими органическими соединениями вносят химическая, нефтехимическая и нефтеперерабатывающая отрасли промышленности.

Нефтеперерабатывающие и нефтехимические предприятия являются источником выделения в атмосферу полиядерных ароматических углеводородов, особенно это характерно для установок крекинга высококипящих продуктов, производства кокса и сажи, а самые крупные источники загрязнения воздуха углеводородами – заводские резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов – через неплотности, специальные дыхательные клапаны, люки, при заполнении резервуаров.

Для предприятий нефтегазового комплекса выбросы пыли не являются характерными, однако и здесь имеются процессы, для которых характерно это явление. Прежде всего, к ним относятся различные процессы с использованием твердых катализаторов и адсорбентов.

Во всех этих процессах в той или иной степени осуществляется транспортировка катализаторов и адсорбентов, их регенерация, измельчение, сушка и т.д., что приводит к образованию пыли, которая выносится в атмосферу. При проведении процессов в реакторах с псевдоожиженным слоем катализатора (Каталитический крекинг, дегидрирование бутана) частицы катализатора в процессе многократного использования уменьшаются в размерах и выносятся с потоком газов.

Кроме того, загрязнение атмосферы твердыми частицами происходит при сгорании топлива и сжигании отходов. Образование твердых частиц имеет место при неполном сгорании топлива. Обычно в печах, работающих не нефти и газе при отопительном режиме, образуется мало твердых частиц (дыма).

В атмосферу попадает серная пыль, образующаяся при получении элементарной серы из природного газа, богатого сероводородом. Заводы по производству технического углерода выбрасывают в атмосферу сажу. Большое количество мелких частиц сажи образуется при нарушении режима горения факелов, используемых для борьбы с внезапными выбросами газообразных углеводородов.