ВВЕДЕНИЕ 5
1 Теоретический анализ в области методов обезвреживания нефтешламов ... 7
1.1 Обоснование необходимости обезвреживания нефтешламов 7
1.1.1 Источники образования и классификация нефтешламов 7
1.1.2 Физико-химические свойства нефтешламов 11
1.1.3 Класс опасности нефтешламов 12
1.1.4 Воздействие нефтешламов на окружающую среду 13
1.2 Литературный обзор в области методов обезвреживания нефтешламов . 16
1.3 Анализ эффективности использования методов обезвреживания 18
2 Совершенствование технологии обезвреживания нефтешлама 24
2.1 Экспериментальные исследования качественного состава нефтешлама .. 24
2.2 Требования к качеству обезвреженного нефтешлама 33
2.3 Анализ технологий по обезвреживанию нефтешламов физико-химическим методом
2.4 Совершенствование технологии обезвреживания нефтешлама 39
2.5 Расчет материального баланса технологического процесса 41
2.6 Эколого-экономическая оценка предложенной технологии 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 52
Для сохранения и защиты окружающей среды, а также для уменьшения антропогенной нагрузки на нее необходимо внедрять малоотходные, энерго- и ресурсосберегающие технологии, использовать современное оборудование и усовершенствовать уже имеющиеся на сегодняшний день технологии.
На нефтеперерабатывающих предприятиях нефтяные шламы накапливаются в специальных земляных сооружениях - шламовых амбарах, что негативно влияет на объекты природной среды и сказывается на условиях проживания населения.
На предприятии АО «Самаранефтегаз» насчитывается 36 объектов размещения отходов (шламовых амбаров), которые построены до 2004 года.
При длительном хранении в шламовых амбарах устойчивость таких систем сильно возрастает. Происходит это из-за «старения» эмульсий, бронирующие оболочки на каплях воды уплотняются и упрочняются во времени, испарения легких фракций, осмоления нефтепродуктов, увеличения механических примесей за счет атмосферной пыли. Вследствие этого сложнее подобрать технологию для обезвреживания нефтешлама.
Актуальность выбранной темы исследования обусловлена следующими причинами:
1. На многих предприятиях нефтяной промышленности проблема ликвидации нефтешламов до сих пор не решена и данный вид отхода постоянно накапливается. В связи с длительным хранением меняется качественный состав, что еще больше усугубляет решение проблемы.
Переполненные шламовые амбары наносят огромный ущерб почвенному покрову, поверхностным и грунтовым водам.
2. Нормативно-правовая база на сегодняшний день предъявляет особые требования к размещению, переработке и утилизации нефтесодержащих отходов и ликвидации шламонакопителей.
3. В связи с большими объемами накопления нефтешлама третьего класса опасности существует острая необходимость уменьшения массы данного вида отхода с целью снижения негативного воздействия на здоровье человека и природную среду.
Проблема темы исследования: положительная динамика накопления нефтешламов в шламовых амбарах и отсутствие эффективного метода обезвреживания непосредственно на месте размещения данного отхода.
Целью бакалаврской работы является снижение негативного воздействия на окружающую среду за счет уменьшения уровня опасности нефтешламов при использовании эффективной технологии их обезвреживания.
Для достижения поставленной цели, следует выполнить следующие задачи:
1. Провести анализ проблемы накопления нефтешламов и определить компонентный состав и физико-химические свойства нефтяного шлама на примере АО «Самаранефтегаз».
2. Провести оценку эффективности существующих методов обезвреживания нефтешламов.
3. Предложить эффективный метод обезвреживания нефтесодержащих отходов на месте их размещения.
Объект темы исследования: нефтесодержащие отходы, размещенные в шламовых амбарах на предприятии АО «Самаранефтегаз».
В ходе бакалаврской работы был проведен анализ проблемы накопления нефтешламов на предприятии АО «Самаранефтегаз», рассмотрена характеристика объектов размещения отходов.
Установили, что долговременное хранение данного вида отхода в шламовых амбарах, сопровождается эмиссиями и трансформацией загрязняющих веществ в окружающую среду. Проведена оценка эффективности существующих методов обезвреживания, выявлены их достоинства и недостатки. По всем показателям наиболее эффективным оказался физико-химический, позволяющий разделить нефтешлам на три составные части (воду, механические примеси, нефтепродукты), которые в дальнейшем можно использовать как вторичное сырье. Для подбора эффективной технологии обезвреживания нефтешламов определили компонентный состав и физико-химические свойства нефтешлама. Провели патентный поиск технологий по обезвреживанию физико-химическим методом. Из представленных технологий выбрали наиболее подходящую под наш состав нефтешлама. Рассчитали материальный баланс и эколого-экономическую оценку предложенной технологии. Данная технология позволит выделить из нефтешлама 3600 т/год товарных нефтепродуктов.
Уменьшение нефтепродуктов и воды позволит сократить объемы нефтешламов в шламонакопителях и снизить класс опасности данного вида отхода.
1. Бухгалтер, Э. Б. Экология нефтегазового комплекса: учебное пособие под общей ред. А. И. Владимирова и В. В. Ремизова. - М. : ГУП изд- во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, 2003.- 416 с.
2. Жидкие нефтешламы открытого хранения [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.afuelsystems.com/ru/trga/s110.html(дата обращения 18.03.2019).
3. Ахметов, А. Ф. Методы утилизации нефтешламов различного происхождения / А.Ф. Ахметов, А. Р. Гайсина, И. А. Мустафин // Нефтегазовое дело. - 2011. - № 3. - С. 108-111.
4. Шпербер, Д. Р. Разработка ресурсосберегающих технологий переработки нефтешлама: Автореф. дисс. канд. техн. наук. - Краснодар. : Кубанский государственный технологический университет, 2015. - 145 с.
5. Абросимов, А. А. Экология переработки углеводородных систем / А. А. Абросимов. - М. : Химия, 2002. - 608 с.
6. Лаптев, А. В. Наследие черного золота из прошлого // Нефть. Газ. Новации.-2018. - № 8. - С. 60-62.
7. Коршунова, Т. Ю. Нефтешламы: состояние проблемы в Российской Федерации и методы снижения их отрицательного воздействия на окружающую среду / Т. Ю. Коршунова, О. Н. Логинов // Экобиотехнология. - 2019. Т. 2. - № 1. - С. 75-85.
8. РД 39-133-94. Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на суше. М. : Изд-во стандартов, 1994, 153 с.
9. РД 51-1-96. Инструкция по охране окружающей среды при строительстве скважин на суше на месторождениях углеводородов поликомпонентного состава, в том числе сероводородсодержащих. М. : Изд- во стандартов, 1996. - 145 с.
10. ВРД 39-1.13-057-2002. Регламент организации работ по охране окружающей среды при строительстве скважин. - М. : Изд-во стандартов, 2002. - 148 с.
11. Косулина, Т. П. Повышение экологической безопасности продукта утилизации нефтяных шламов / Т. П. Косулина, Е. А. Кононенко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - № 78. - С. 84-93.
12. Мазлова, Е. А. Проблемы утилизации нефтешламов и способы их переработки / Е. А. Мазлова, С. В. Мещеряков. - М. : Ноосфера, 2001. -52 с.
13. Соколова, О. В. Проблема переработки и утилизации нефтяного шлама на месторождении // Проблемы современной науки и образования. - 2016. - № 19 (61). - С. 46-48.
14. Боковикова, Т. Н. Экологические проблемы влияния
нефтешламов на окружающую среду / Т. Н. Боковикова, Е. Р. Шпербер // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2013. - № 2. - С. 35¬
40.
15. Губайдуллин, М. Г. Обеспечение безопасности переработки нефтесодержащих отходов на северных нефтехранилищах / М. Г. Губайдуллин, А. В. Петрова // Вестник Северного федерального университета. - 2015. - № 4. - С. 5-15.
16. Olufemi Adebayo Johnson, Augustine ChiomaAffam. Petroleum sludge treatment and disposal: A review / O. A Johnson, A. C. Affam // Environ. Eng. Res. 2018. V. 24 (2). pp. 191-201.
17. Zhang Ju, Jianbing Li, Ronald W., Xuan Hu, Song Xinyuan. Oil recovery from refinery oily sludge via ultrasound and freeze/thaw / J. Zhang, L. Jianbing, W. Ronald, H. Xuan, S. Xinyuan // Journal of hazardous materials. 2011, p. 650.
18. Об отходах производства и потребления: Федеральный закон Российской Федерации от 24 июня 1998 года, №89-ФЗ: принят Гос. Думой Российской Федерации 22 мая 1998 г.: одобр. Советом Федерации 10 июня
1998г. [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_19109/ (дата обращения 18.02.2019).
19. Соколов, Л. И. Переработка и утилизация нефтесодержащих отходов / Л. И. Соколов. - М. : Инфра-Инженерия, 2017. - 160 с.
20. ГОСТ-2477-65. Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды. - М. : Изд-во стандартов, 1997. - 7 с.
21. ГОСТ-6370-83. Нефть, нефтепродукты и присадки. Метод определения механических примесей. - М. : Изд-во стандартов, 2007. - 7 с.
22. ПНД Ф 16.1:2:2:2:2.3:3.64-10 (ФР.1.31.2010.07598) Метод измерений массовой доли нефтепродуктов. М. : Изд-во стандартов, 2010. - 18 с.
23. ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.12-06 (Т 16.1:2:2.3:3.9-06) Методика измерений количества Daphnia magna Straus для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления методом прямого счета. М. : Изд-во стандартов, 2014. - 46 с.
24. ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.10-04 (Т 16.1:2:2.3:3.7-04) Методика измерений оптической плотности культуры водоросли хлорелла для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления. М. : Изд-во стандартов, 2014. - 38 с.
25. Способ переработки нефтешламов для промышленного использования: пат. 2276658 Рос. Федерация : МПК C02F 11/00 / Сазонов А. А.; заявитель и патентообладатель ООО «Алмаз-Эко». - № 2004120815/15; заявл. 07.07.04 ; опубл. 10.01.06, Бюл. № 14. - 7 с.
26. Способ утилизации нефтешлама из шламонакопителя: пат.
2465219 Рос. Федерация : МПК C02F 11/00/ Исьянов Ф. Т., Корх Л. М.; заявитель и патентообладатель ООО «КОАТЕК». - № 2010138834/05 ;
заявл. 21.09.10 ; опубл. 27.10.12, Бюл. № 30. - 6 с.
Т1. Способ переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов: пат. 2490305 Рос. Федерация : МПК C10G 1/00, C10G 33/00, C02F 1/465 / Назаров В. Д., Назаров М. В.; заявитель и
патентообладатель ФГБОУ ВПО Уфимский гос. нефтяной техн. университет. - № 2012128465/04 ; заявл. 06.07.12 ; опубл. 20.08.13, Бюл. № 23. - 6 с.
28. Мобильная установка для подготовки промежуточных слоев нефтесодержащей жидкости: пат. 2680601Рос. Федерация : МПК C10G 33/04, СПКС10Н 33/04 / Третьяков О.В., Мазеин И.И. ; заявитель и патентообладатель ООО «Лукойл-Пермь». - № 2018131737 ; заявл. 31.08.18 ; опубл. 25.02.19, Бюл. № 6. - 9 с.
29. Комплекс для сбора и утилизации нефтяных шламов: пат. 95660
Рос. Федерация : МПК C02F 11/00 / Шарафутдинов Р. Г., Василенко И. А., Михалин С. В. ; заявитель и патентообладатель Закрытое акционерное общество «Полигон-ЛТД». - № 2010105747/22 ; заявл. 17.02.10 ; опубл.
10.07.10, Бюл. № 23. - 7 с.
30. Свергузова, С. В. Влияние технологических факторов на процесс формирования нефтесодержащих брикетов / С. В. Свергузова, В. С. Севостьянов, И. Г. Шайхиев // Вестник технологического университета. - 2015. Т.18. - № 17. - С. 276-219.
31. Постановление Правительства РФ от 13.09.2016 N 913 (ред. от 29.06.2018) «О ставках платы за негативное воздействие на окружающую среду и дополнительных коэффициентах». [Электронный ресурс]. — Режим доступа:http: //www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_204611/ (дата обращения 15.05.2019).
32. ГОСТ-3900-85. Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности.- М. : Изд-во стандартов, 1985. - 36 с.
33. Грошева, М. А. Инновационно-инвестиционное обеспечение переработки нефтесодержащих отходов: Автореф. дисс. доктора экон. наук. - Самара: СГЭУ, - 2006. - 173 с.
34. Давыдова, Л. С. Нефть и нефтепродукты в окружающей среде: учебное пособие; под ред. В. И. Тагасова. - М. : Изд-во РУДН, 2004. - 263 с.
35. Дикинис, А. В. Аспекты выбора технологий обезвреживания и утилизации опасных отходов / А. В. Дикинис, А.В. Илларионов, Д. В. Шилов // Экология и промышленность России. - 2010. - № 11. - С. 52-55.
36. Калинина, Е. В. Анализ методов обезвреживания нефтесодержащих отходов / Е. В. Калинина, А. Г. Кочкина // Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика. - 2013. - Т.1. - С. 85-99.
37. Магид, А. Б. Биотестирование как метод определения токсичности нефтезагрязненных отходов / А. Б. Магид, И. Х. Рахимов // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2011. - № 9. - С. 24-27.
38. Московец, А. В. Малогабаритная установка по переработке нефтешламов /А. В. Московец, И. Г. Лапшин, А. Т. Гильмутдинов// Нефтегазовое дело. - 2015. Т. 13. - № 1. - С. 101-105.
39. Об охране окружающей среды: Федеральный закон Российской
Федерации от 10 января 2002 года, № 7-ФЗ: принят Гос. Думой Российской Федерации 20 декабря 2001 г.: одобр. Советом Федерации 26 декабря 2001 г. [Электронный ресурс]. — Режим доступа:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_34823/(дата обращения 18.02.2019).
40. Пащевская, Н. В. Негативное влияние нефтепродуктов на окружающую природную среду и способы ее защиты // Чрезвычайные ситуации: промышленная и экологическая безопасность. - 2016. - № 1 (25). - С. 82-88.
41. ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.28-02 (ФР.1.31.2005.01759) Методика
выполнения измерений содержания хлоридов в твердых и жидких отходов производства и потребления, осадках, шламах, активном иле, донных отложениях меркурометрическим методом. М. : Изд-во стандартов, 2002. - 17 с.
42. Рябов, В. Д. Химия нефти и газа: учебное пособие. - М. : ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, - 2014. - 336 с.
43. Соловьянов, А.А. Переработка нефтешламов с использованием химических и биологических методов // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2012. - № 5. - С. 30-39.
44. Хафизов, А. Р. Переработка нефтешламов резервуарного типа /А. Р. Хафизов, А. А. Чипиго, Е. С. Ергер// В сборнике: Наука молодых - инновационному развитию АПК материалы IX Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. - 2016. - С. 118-121.
45. Хуснутдинов, И. Ш. Методы утилизации нефтяных шламов /И. Ш. Хуснутдинов А. Г. Сафиулина, Р. Р. Заббаров, С. И. Хуснутдинов // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - 2015. - № 10. - С. 3-20.
46. Янин, И. М. Проблема обезвреживания нефтешламов /И. М. Янин, Н. Л. Маркелова // Булатовские чтения. - 2017. - Т. 4. - С. 252-254.
47. Badrul Islam. Petroleum sludge treatment and disposal: A review / I.Badrul // Int. J. Chem. Sci. 2015. V. 13(4). pp. 3-14.
48. Hu G., Li J., Zeng G. Recent development in the treatment of oily sludge from petroleum industry: A review // Journal of Hazardous Materials. 2013. Т. 261. pp. 470-490.
49. Li H., Song S.F., Qu C.T., Yang B., XieQ.Study of treatment process and development of oily sludge / H. Li, S.F. Song, B.Yang, Q. Xie // Advanced Materials Research. 2014. Т. 838-841. pp. 2667-2672.