Введение 7
1 Литературный обзор 9
1.1 Основные характеристики отходов нефти и нефтепродуктов 9
1.2 Способы утилизации отходов нефти и нефтепродуктов 15
1.3 Существующие технологические установки переработки отходов
нефтепродуктов 18
1.4 Анализ патентных источников по устройствам для переработки
отходов нефтепродуктов и их аналогов 25
1.5 Заключение к литературному обзору 54
2 Конструкторско - технологический раздел 55
2.1 Расчёт основных параметров котла - утилизатора 55
2.2 Разработка принципиальной технологической схемы установки 56
2.3 Выбор и обоснование технологического оборудования и
комплектующих 58
3 Эксплуатация и ремонт реактора пиролиза 63
3.1 Назначение, принцип работы и эксплуатация реактора пиролиза 63
3.2 Подготовка к ремонту 70
3.3 Диагностика повреждений 71
3.4 Замена, ремонт и восстановление изношенных деталей 73
3.5 Программы испытаний 78
Заключение 83
Список использованных источников 84
Приложение
Для окружающей среды на сегодняшний день все большую важность с экологической и экономической точки зрения приобретают процессы рециркуляции природных богатств. Состав и физические свойства отработанных и загрязненных нефтей, которые обычно называют просто - нефтешламы, могут варьироваться в зависимости от источника.
Нефтешламы - одни из крупных и опасных загрязнителей окружающей среды, которые являются пожароопасными и токсичными веществами (относятся к третьему классу опасности). Вместе с тем нефтешламы - это ценнейшее сырье, содержащие в значительных количествах углеводороды. Поэтому целью и результатом утилизации нефтесодержащих отходов должно быть извлечение и использование нефтепродуктов.
Основная масса нефтесодержащих отходов образуется в шламовых амбарах (илонакопителях), при процессах связанных с обслуживанием оборудования, а также при бурении нефтяных скважин, добыче и переработке нефти, отчистки сточных вод и т.д.
Поэтому утилизация нефтешламов необходима не только для защиты окружающей среды, но и для повышения экономической эффективности производства нефтепродуктов.
Цель работы: Проанализировать существующие методы утилизации отходов нефтеперерабатывающих и нефтегазодобывающих производств, существующие способы и установки для утилизации нефтешламов, а также разработать конструкцию котла - утилизатора для нагрева нефтяного сырья с использованием отходов нефти и нефтепродуктов.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
- анализ характеристик отходов нефтепродуктов и существующие способы их утилизации;
- анализ конструкций технологических установок для утилизации нефтешламов;
- разработка конструкции котла - утилизатора;
- расчет основных технологических параметров котла - утилизатора, выбор и подбор технологического оборудования;
- разработка мероприятий по эксплуатации и ремонту устройства для подготовки топливного газа.
В ходе выполнения выпускной работы были проанализированы существующие методы утилизации отходов нефтеперерабатывающих и нефтегазодобывающих производств, существующие способы и установки для утилизации нефтешламов, а также разработана конструкция котла - утилизатора для нагрева нефтяного сырья с использованием отходов нефти и нефтепродуктов.
Разработанная конструкция котла - утилизатора характеризуется следующими показателями:
- высокой экологичностью за счет снижения выброса вредных веществ в атмосферу;
- экономичностью за счет получения альтернативных энергоносителей из отходов нефтяного производства;
- автономностью работы с самообеспечением тепловой энергией реактора пиролиза для осуществления процесса переработки отходов нефтепродуктов;
- возможностью применения на месте для подогрева товарной нефти за счет сжигания пиролизного газа;
- обеспечение непрерывности технологического процесса переработки отходов нефтепродуктов.
1. Жаров, О.А. Современные методы переработки нефтешламов / О.А. Жаров, В.Л. Лавров // Экология производства. - 2004. - №5. - С. 43-51.
2. Киреева, Н.А. Комплексное биотестирование для оценки загрязнения почв нефтью / Н.А. Киреева, М.Д. Бакаева, Е.М. Тарасенко // Экология и промышленность России. - 2004. - № 2. - С. 26-29.
3. Мазлова, Е.А. Проблемы утилизации нефтешламов и способы их пере работи / Е.А. Мазлова, С.В. Мещеряков. - М.: Ноосфера, 2001. - 56 с.
4. Брондз, Б.И. Оборудование для комплексной переработки и утилизации нефтешламов НПЗ / Б.И. Брондз [и др.]. - М.: ЦНИИТЭ нефтехим, 1990. - 72 с.
5. Татосян, М.Л. Влияние загрязнения нефтью и нефтепродуктами на биологическую активность чернозёмов / М.Л. Татосян, С.Н. Бодня, С.И. Колесников // Экология и биология Юга России. Вып. II. - Ростов : ЦВВР, 2003.
6. Мониторинг загрязнения почв ксенобиотиками и адсорбционные методы детоксикации: материалы Всерос. науч. симпозиума. - Краснодар, 1993.
7. Габбасова, И.М. Окислительно-восстановительные свойства пойменных торфяно - болотных и лугово-зернистых почв / И.М. Габбасова, В.И. Савич // Водно - воздушный режим и химизм целинных и пахотных почв Башкирии : Сб. - Уфа : БФАН СССР, 1978.
8. Разработка мероприятий по переработке нефтешламов и очистки сточных вод предприятия [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://referatwork.ru/new/source/67367text-67367.html
9. Трубицын Н.Б. Энергоэффективная установка газификации нефтяных остатков / Н.Б. Трубицын, С.В. Подольский // Экология и промышленность России, апрель 2014.
10. Золотарев Г.М. Утилизация углеродосодержащих отходов / Г.М. Золотарев // Пиролизные установки. Твердые бытовые отходы. - 2011. - №4.
11. Расстегаев А.Н. Исследование технологии безокислительного пиролиза для утилизации нефтесодержащих отходов / А.Н. Расстегаев // Естественные и математические науки в современном мире. - 2014. - №18.
12. Пат. 2574411 Российская Федерация, МПК C10G9/26, C10G1/00. Устройство для переработки нефтяных отходов / А. С. Градов, Е.С. Сусеков; заявитель и патентообладатель ООО «Экологическая топливно - энергетическая компания» (RU), А.В. Жуман (RU), А.С. Градов (RU), Е.С. Сусенков (RU). 2014136012/04; заявл. 03.09.2014; опубл. 10.02.2016
13. Пат. 2427760 Российская Федерация, МПК F23G5/00. Пиролизная установка / В.А. Трусов; заявитель и патентообладатель В.А. Трусов (RU). 2010108838/03; заявл. 09.03.2010; опубл. 27.08.2011
14. Пат. 2451039 Российская Федерация, МПК C08J11/00, F23G7/05, C10G9/08, C10G9/42. Устройство для переработки отходов нефти с высоким содержанием кислотосодержащих веществ и тяжелых парафинов в полезную продукцию / А.Е. Насоснов; заявитель и патентообладатель А.Е. Насонов (RU). 2010154601/05; заявл. 30.12.2010; опубл. 10.06.2011
15. Пат. 2319074 Российская Федерация, МПК F23G5/00. Способ очистки нефтезагрязненных слоев грунта и установка для очистки нефтезагрязненных слоев грунта / В.А. Кокарев, Н.В. Виноградов; заявитель и патентообладатель В.А. Кокарев (RU), Н.В. Виноградов (RU). 2006106156/03; заявл. 20.09.2007; опубл. 10.03.2008
16. Пат. 2225573 Российская Федерация, МПК F23G5/027, F23G7/00. Установка для пиролиза углеводородных отходов / В.А. Глушков; заявитель и патентообладатель В.А. Глушков. 2002120394/032002120394/03; заявл. 29.07.2002; опубл. 10.03.2004
17. Нефтяной шлам [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //phas .ru/products .php?id= 1
18. Ахметов С.А. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа / С.А. Ахметов, Т.П. Сериков, И.Р. Кузеев, М.И. Баязитов // Учебное пособие. - СПб.: Недра, 2006. - 868 с.
19. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик // Справочник. - 2 - е изд., доп. и перераб. - М.: Наука, 1972. - 721 с.
20. Кашников С.П. Расчет котельных агрегатов в расчетах и задачах / С.П. Кашников, В.Н. Цыганков // Учебное пособие. - М.; Л.: Госэнергоиздат 1951. - 239 с.
21. Романков П.Г. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи) / П.Г. Романков, В.Ф. Фролов, О.М. Флисюк // Учебное пособие. - 3 - е изд., испр. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 2010. - 544 с.
22. Доманский И.В. Машины и аппараты химических производств: примеры и задачи / И.В. Доманский [и др.] // Учебное пособие. - 2 - е изд. перераб. и доп. - СПб.: Политехника, 1992. - 327 с.
23. ГОСТ ССР 14249 - 89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность.
24. Иванец К.Я. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация К.Я. Иванец, А.Н. Лейбо / Издательство - М.: Химия, 1966. - 344 с.
25. Авербух Б.А. Ремонт и монтаж бурового и нефтегазопромыслового оборудования / Б.А. Авербух Н.В, Калашников, Я.М. Кершенбаум, В.Н. Протасов // Учебное пособие. - М.: «Недра», 1976. - 368 с.
26. Ящура А.И. Система технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования / А.И. Ящура // Справочник. - М.: Изд - во НЦ ЭНАС, 2006. - 504 с.
27. Владимиров А.И. Ремонт аппаратуры нефтегазопереработки и нефтехимии / А.И. Владимиров, В.И. Пермячкин // Учебное пособие. - М.: ГУП Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2001. - 120 с.
28. ГОСТ Р 52630 - 2012 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технически условия.