2020-04-12
114Введение
Блок гидроочистки имеет следующие выбросы вредных веществ в атмосферу:
· - организованные
· - неорганизованные
К организованным выбросам относятся дымовые газы из дымовой трубы печей и выбросы вытяжной системы вентиляции, газы продувки компрессоров на свечу, газы регенерации.
Источниками неорганизованных выбросов являются воздушники аппаратов, продувочная свеча, неплотности технологического оборудования аппаратного двора.
Основными вредными веществами, выбрасываемыми, в атмосферу из источников являются: углеводороды, окислы азота, сероводород, окись углерода, сернистый газ.
Согласно ГОСТу 17.2.302.-78 и "Временной инструкции по установлению допустимых выбросов вредных веществ в атмосферу предприятиями Миннефтехимпрома РФ" установлены следующие величины ПДК в рабочей зоне:
Сернистого газа (SO) -10 мг/м
Окиси углерода (CO) -20 мг/м
Сероводород (H S) -10 мг/м
Углеводород -300 мг/м
Окиси азота -5 мг/м
Выбросы через неплотности оборудования определяются условно, процесс ведется в герметически закрытой системе.
|
|
|
Для снижения выделения выбросов в атмосферу предусмотрены следующие мероприятия:
· 1. Освобождение системы аппаратов и трубопроводов от газообразных продуктов и паров нефтепродуктов при сбросе давления осуществляется в закрытую факельную систему.
· 2. Сухой газ производства сбрасывается в линию топливного газа и используется как топливо.
Для исключения сбросов жидких нефтепродуктов со сточными водами на очистные сооружения предприятия предусматриваются мероприятия:
· 1. Дренирование системы аппаратов, оборудования, трубопроводов от остатков жидких продуктов производства осуществляется в закрытую систему (дренажную емкость Е-5), с последующей откачкой дренажа в резервуары сырьевого парка.
· 2. Вода в водяные холодильники поступает из системы оборотного водоснабжения. За состоянием оборотной воды на выходе с установки ведется систематический контроль, во избежание попадания в нее нефтепродукта.
· 3. Промывание воды от смыва полов в открытой насосной и газовой компрессорной сбрасываются в промышленную канализацию, оборудованную гидрозатворами, затем на очистные сооружения.
· 4. Ливневые стоки с территории установки направляются в промывную канализацию.
Для снижения норм расхода воды на установке необходимо производить контроль за температурой отходящей воды и чистить пучки холодильной аппаратуры в период ремонта.
Для контроля за процессом горения и полноты сжигания топлива установлен тягомер для измерения разрежения в камерах радиации и конвекции (разряжение должно быть до 30 мм вод. ст.)
|
|
|
Высота дымовой трубы 100 метров обеспечивает рассеивание вредных веществ.
Характеристика сырья, вспомогательных материалов и готового продукта [1]
Таблица 1 - Характеристика сырья, вспомогательных материалов и готового продукта
| Наименование | Номер ГОСТ, ОСТ, ТУ или СТП ПР | Показатели качества, подлежащие проверке | Норма по нормативному документу |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1. Дизельная фракция 250 – 340 ºС. | — | 1.1. Плотность, г/см3 | 0,842 |
| 1.2. Фракционный состав Н.К. 5% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 95% К.К. | 249 ºС 258 ºС 266 ºС 273 ºС 280 ºС 285 ºС 291 ºС 297 ºС 303 ºС 311 ºС 323 ºС 331 ºС 339 ºС | ||
| 1.3. Вязкость при 50 ºС, сСт | 3,22 | ||
| 1.4. Содержание азота, ppm | 43,49 | ||
| 1.5. Содержание серы, % (масс.) | 0,2 | ||
| 1.6. Содержание суммы ароматических углеводородов, % (масс.) | 24,64 | ||
| 1.7. Температура застывания, ºС | –18 | ||
| 2. Газ водородсодержащий концентрированный | СТП 019902-401100-2003 | 2.1. Содержание водорода, % (об.), не менее | 90,0 |
| 2.2. Содержание углеводородов С4 и выше, % (масс.), не более | — | ||
| 2.3. Содержание сероводорода, % (об.), не более | 0,001 | ||
| 2.4. Содержание влаги, % (масс.), не более | 0,015 | ||
| 2.5. Содержание оксидов углерода (СО+СО2), ppm, не более | 20,0 | ||
| 3.Катализатор ГП-534М | ТУ 38.401100-2005 | 3.1. Массовая доля активных компонентов, %, в пределах - оксида молибдена (Мо03) - оксида никеля (NiО) - оксида фосфора (Р205) - оксида циркония (ZrО2) | 18,0…23,0 3,0…6,0 2,0…5,0 0,1…4,0 |
| 3.2. Содержание примесей, % (масс.), в пределах — оксид натрия (Na2O) | 0,15 | ||
| 3.3. Насыпная плотность, г/см3, не менее | 0,6 | ||
| 3.4. Диаметр гранул, мм, в пределах | 1,8-2,2 | ||
| 3.5. Индекс прочности на раскалывание, кг/мм, не менее | 2,1 |
Продолжение таблицы 11
| 1 | 2 | 3 | 4 |
|
|
| 3.6. Массовая доля потерь при прокаливании (ППП) при (640-660) оС, %, не более | 5,0 |
| 3.7. Массовая доля пыли, крошки размером менее 1,0 мм, %, не более | 2,0 | ||
| 4.Катализатор гидрирования НВС-А | ДК-04-21303-30-2003 | 4.1. Содержание компонентов катализатора, % (масс.), в пределах — никеля — вольфрама — серы | 15,5–16,5 30,0–33,0 17,0–18,5 |
| 4.2. Молярное соотношение NiS:WS2 | (1,9–2,4):1 | ||
| 4.3. Содержание влаги, % (масс.), не более | 3,0 | ||
| 4.4. Насыпная плотность, кг/дм3, в пределах | 1,5–1,7 | ||
| 4.5. Механическая прочность, кг/см2, не менее | 250 | ||
| 4.6. Форма гранул | Таблетки | ||
| 4.7. Размер гранул, мм — диаметр — высота | 10±1 10±1 | ||
| 5. Отдувочныйводородсодержащий газ | СТП 019902-401100-2003 | 5.1. Содержание водорода, % (об.), не менее | 75 |
| 5.2. Содержание сероводорода, % (об.), не более | 0,01 | ||
| 6. Сода кальцинированная техническая | ГОСТ 5100-85 | 6.1. Содержание Na2CO3, % (масс.), не менее | 99,0 |
| 6.2. Содержание хлоридов в пересчете на NaCl, % (масс.), не более | 0,8 | ||
| 6.3. Содержание веществ, нерастворимых в воде, % (масс.) | 0,008 | ||
| 7. Гидрогенизат после сепаратора низкого давления С-102 | — | 7.1. Плотность, г/см3 | 0,842 |
| 7.2. Фракционный состав Н.К. 5% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 95% К.К. | 218 ºС 251 ºС 258 ºС 266 ºС 273 ºС 279 ºС 285 ºС 291 ºС 298 ºС 307 ºС 319 ºС 328 ˚С 334 ˚С | ||
| 7.3. Газы растворенные, % (масс.) С2 С3 i-C4 н-С4 i-C5 н-C5 C1–C4 C1–C5 | 0,04 0,43 0,146 0,219 0,066 0,057 0,834 0,937 | ||
| 7.4. Содержание азота, ppm | 1,67 | ||
| 7.5. Содержание суммы ароматических углеводородов, % (масс.) | 14,78 |
Описание выбросов в атмосферу
Факельные установки позволяют перевести вредные вещества в менее опасные, например, сероводород при сгорании превращается в сернистый газ, оксид углерода - в диоксид углерода и т.д. (Абросимов А.А., 2002).
Не смотря на это, поступающие в окружающую среду продукты сгорания попутного нефтяного газа представляют собой потенциальную угрозу нормальному функционированию человеческого организма на физиологическом уровне.
Соотношение составляющих выбросы веществ зависит от состава добываемой нефти. Основу технологической классификации нефтей составляет содержание серы: класс I — малосернистые нефти, включающие до 0,5% S; класс II — сернистые нефти с 0,5-2% S; класс III — высокосернистые нефти, содержащие свыше 2% S. Около 1/3 всей добываемой в мире нефти содержит свыше 1% S. Следовательно, примерно каждый третий факел в мире является источником загрязнения окружающей среды диоксидом серы, сероводородом, меркаптанами (http://www.mining-enc.ru/n/neft/).
|
|
|
В состав выбросов факельного хозяйства входят:
- метан СН4;
- этан С2Н6;
- пропан С3Н8;
- бутан С4Н10;
- пентан С5Н12;
- гексан С6Н14;
- гептан С7Н16;
- оксиды азота NOx;
- диоксид углерода СО2;
- диоксид серы SО2, сероводород Н2S (и/или меркаптаны) (Методика расчета выбросов загрязняющих веществ из резервуаров и при сжигании попутного нефтяного газа на факельных установках, 1998).
Природные углеводородные газы по токсикологической характеристике относятся к веществам 4-го класса опасности, не оказывают токсикологического действия на организм человека, но при концентрациях, снижающих содержание кислорода в атмосфере до 15-16%, вызывают удушье (ОСТ 51.40-93).В результате факельного сжигания газа в атмосферу выбрасывается все больше парниковых газов – почти 100 тыс. т. в год (Елдышев Ю.Н., 2007).Углекислый газ (СО2) – важнейший источник климатических изменений, основной парниковый газ, на долю которого приходится, по оценкам, около 64% глобального потепления.Кроме углекислого газа, усилению парникового эффекта способствует увеличение содержания метана в атмосфере. Метан интенсивно поглощает тепловое излучение Земли в инфракрасной области спектра на длине волны 7,66 мкм. Метан занимает второе место после углекислого газа по эффективности поглощения теплового излучения Земли. Вклад метана в создание парникового эффекта составляет примерно 30% величины, принятой для углекислого газа (Бажин Н.М., 2000).Факельные стояки являются источником 5,4% всех выбросов оксидов азота (Абросимов А.А., 2002).Углеводороды под действием ультрафиолетового излучения Солнца вступают в реакцию с оксидами азота, в результате образуются новые токсичные продукты - фотооксиданты, являющиеся основой фотохимического смога.Особенностью фотохимического смога является то, что образующиеся вещества значительно превышают по токсичности исходные атмосферные загрязнители. Фотохимический смог представляет собой желто-зеленую или сизую сухую дымку.
|
|
|
Схема образования фотохимического смога выглядит следующим образом:
Оксид азота окисляется кислородом воздуха до диоксида азота:
2NO + O2 → 2NO2
Диоксид азота на свету разлагается до монооксида азота и атомарного кислорода:
NO2 → NO + О∙ (на свету)
Последний при взаимодействии с кислородом воздуха в присутствии инертных частиц образует озон:
О∙ + O2 + М → O3 + М
Озон реагирует с монооксидом азота, в результате образуются диоксид азота и кислород:
O3 + NO → NO2 + O2
Но в присутствии углеводородов монооксид азота реагирует с ними. Результаты этого взаимодействия с экологической точки зрения очень опасны. Во-первых, образуются очень агрессивные и вредные органические соединения – пероксиацетилнитраты (ПАН). Во-вторых, монооксид азота таким образом связывается, остается меньше возможности для протекания его реакций с озоном. Так происходит накопление озона.Озон, вступая в реакцию с углеводородами, тоже образует вредные соединения – альдегиды. К примеру, реакция озона с этаном:
СН3-СН3 + O3 → СН3-СН=О +НО∙
- врезультате образуется альдегид – этаналь.
Далее этаналь на свету взаимодействует с атомарным кислородом с образованием радикалов:
СН3-СН=О +О∙ → СН3-С∙ =О + НО∙
Органические радикалы в присутствии кислорода воздуха порождают радикалы пероксидов:
Пероксорадикалы могут реагировать с NO2. Из образующихся при этом соединений наиболее известен пероксоацетилнитрат, концентрация которого в смоге может достигать 50 млрд.-1 %:
Поскольку это вещество легко вступает в реакцию взаимодействия с различным органическими веществами, например ферментами, оно чрезвычайно токсично для человека и других живых организмов (Голдовская Л.Ф., 2007).Диоксид азота и его фотохимические производные оказывают воздействие не только на органы дыхания, но и на органы зрения. При малых дозах характерны аллергии и раздражения, при больших - бронхиты и трахеиты. Начиная с 0,15 мг/м3, при длительных воздействиях наблюдается увеличение частоты нарушений дыхательных функций и заболеваний бронхитом (Сахаев В.Г., 1986).Одновременные выбросы оксидов азота и серы обусловливают выпадение кислотных дождей. Ежегодно в промышленно развитых странах в воздушный бассейн выбрасывается до 50 млн. т оксидов азота, что превышает их естественный фон в воздухе населенных пунктов (Абросимов А.А., 2002).Сернистые соединения обладают резким запахом, тяжелее воздуха, растворяются в воде.Сернистый ангидрид (SO2) токсичен. Симптомы при отравлении сернистым газом — насморк, кашель, охриплость, першение в горле. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации — удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких. ПДК максимально-разового воздействия — 0,5 мг/м³ (Сахаев В.Г., 1986).Сероводород (сернистый водород, сульфид водорода) — бесцветный горючий газ с резким запахом, t кипения 60,35 °C. Водный раствор — сероводородная кислота. Сероводород часто встречается в месторождениях нефти и газа.Сероводород (H2S) токсичен: острое отравление человека наступает уже при концентрациях 0,2–0,3 мг/м3, концентрация выше 1 мг/м3 — смертельна.
Предельно допустимая концентрация сероводорода в воздухе рабочей зоны составляет 10 мг/м3, а в смеси с углеводородами С1–С3 равна 3 мг/м3.Сероводород H2S является агрессивным газом, провоцирующим кислотную коррозию, которую в этом случае называют сероводородной коррозией. Растворяясь в воде, он образует слабую кислоту, которая может вызвать точечную коррозию в присутствии кислорода или диоксида углерода.В этой связи, без современных станций подготовки газа и модулей сероочистки, сероводород способен наносить сильнейший ущерб людям. Без станций очистки от сероводорода серьезно страдает и выходит из строя самое различное оборудование в нефтяной и газоперерабатывающей отраслях.Бороться с сероводородной коррозией чрезвычайно трудно: несмотря на добавки ингибиторов кислотной коррозии, трубы из специальных марок нержавеющей стали быстро выходят из строя. И даже полученную из сероводорода серу перевозить в металлических цистернах можно в течение ограниченного срока, поскольку цистерны преждевременно разрушаются из-за растворенного в сере сероводорода. При этом происходит образование полисульфанов HSnH. Полисульфаны более коррозионно-активные элементы, чем сероводород.Вследствие коррозионных действий сероводорода, присутствующего в газах, значительно сокращается срок службы силового генерационного оборудования и аппаратуры при добыче, транспорте, переработке и использовании газа (http://manbw.ru/analitycs/hidrogen_sulfide_h2s.html).Сероводород, присоединяясь к непредельным соединениям, образует меркаптаны, которые являются агрессивной и токсичной частью сернистых соединений — химическими ядами.Меркаптаны - сильные нервные яды, обладают наркотическим эффектом, вызывают паралич мышечных тканей. В организм человека могут проникнуть через дыхательные пути, кожу, слизистые оболочки.Предельно допустимая концентрация метилмеркаптана - 0,8 мг/м3, этилмеркаптана-1мг/м3 (http://infopravo.by.ru/fed2000/ch05/akt19889.shtm).
Ароматические углеводороды - наиболее токсичные компоненты нефти, их содержание колеблется в пределах 5-35%.Если нефть содержит большое количество ароматических углеводородов – то и при работе факельной установки ароматические углеводороды будут входить в состав выбросов.Нефтяной бензол относится к числу токсичных продуктов 2-го класса опасности. Пары бензола при высоких концентрациях действуют наркотически, вредно влияют на нервную систему, оказывают раздражающее действие на кожу и слизистые оболочки глаз.Предельно допустимая концентрация паров бензола в воздухе рабочей зоны составляет 15/5 мг/м3 (максимальная/среднесменная). Бензол обладает резорбтивным действием, проникает в организм через неповрежденную кожу. Аллергенными и кумулятивными свойствами не обладает (ГОСТ 9572-93).
Ксилол (диметилбензол) относится к третьему классу опасности, его пары при высоких концентрациях отрицательно воздействуют на нервную систему, кожные покровы и слизистые оболочки человека.
Нефтяной толуол (метилбензол) также относится к числу токсичных продуктов третьего класса опасности. Пары толуола при высоких концентрациях действуют наркотически, вредно влияют на нервную систему, оказывают раздражающее действие на кожу и слизистую оболочку глаз. Предельно допустимая концентрация паров толуола в воздухе рабочей зоны составляет 50 мг/м3 (ГОСТ 14710-78).
Бенз(а)пирен, образующийся в процессе горения углеводородов, является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды, он опасен для человека даже при малой концентрации, поскольку обладает свойством биоаккумуляции.
Бенз(а)пирен хорошо растворяется в маслах, жирах, сыворотке человеческой крови. Накапливаясь в организме человека до опасных концентраций, бенз(а)пирен стимулирует образование злокачественных опухолей.Кроме того, он оказывает мутагенное действие на организм (http://www.geoda.ru/library/ecology/8/).
Среднесменная предельно допустимая концентрация (ПДК) бенз(а)пирена в воздухе рабочей зоны - не более 0,00015 мг / куб.м.
В воздухе бенз(а)пирен преимущественно связан с твердыми частицами атмосферной пыли. Твердые частицы, содержащие бенз(а)пирен, довольно быстро выпадают из воздуха вследствие седиментации (разрушение коллоида и выпадение осадка), а также с атмосферными осадками и переходят в почву, растения, почвенные воды и водоемы. Это обуславливает довольно большую изменчивость концентрации бенз(а)пирена в атмосферном воздухе, которая зависит не только от интенсивности выброса его из источника загрязнения, но и от метеорологических условий. Будучи химически сравнительно устойчивым, бенз(а)пирен может долго мигрировать из одних объектов в другие. В результате многие объекты и процессы окружающей среды, сами, не обладающие способностью синтезировать бенз(а)пирен, становятся его вторичными источниками (http://primpogoda.ru/articles/ecology/benzapiren/).
Фенол по степени воздействия на организм относится к высокоопасным веществам.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны - 0,3 мг/м3. При превышении ПДК возможны отравление, раздражение слизистых оболочек и ожог кожи. При хроническом отравлении возникает раздражение дыхательных путей, расстройство пищеварения, тошнота, слабость, кожный зуд, конъюнктивит. Фенол кумулятивными свойствами не обладает (http://www.himtrade.ru/product-2817/Oil-phenol.htm).
К тяжелым металлам, присутствующим в выбросах факельных установок, относятся никель и ванадий.Вдыхание пыли, содержащей ванадий, даже в небольших количествах приводит к раздражению и хрипам в легких, кашлю, болям в груди, насморку и першению в горле. Иногда наблюдается удушье, зеленоватый налет на языке и побледнение кожных покровов. Правда, эти признаки исчезают уже вскоре после прекращения вдыхания загрязненного воздуха (http://www.water.ru/bz/param/vanadium.shtml).Вредные вещества, попадая в атмосферу, подвергаются физико-химическим превращениям, рассеиваются или вымываются из атмосферы. Степень загрязнения атмосферы зависит от того, будут ли эти вещества переноситься на большие расстояния от источника или скапливаться в районе их выброса.Самыми значительными факторами, влияющими на распространение загрязняющих веществ, являются метеорологические условия: направление движения воздуха и скорость ветра, количество и продолжительность штилей, влажность воздуха и осадки, интенсивность солнечной радиацииБольшую роль играют инверсии температуры. При инверсиях содержание примесей в атмосфере на 10-60% выше, чем при их отсутствии (Гурьянова О.А., 1997).Статистические данные по Тюменской области, основному нефтегазодобывающему региону России, свидетельствуют, что заболеваемость населения по многим классам болезней выше общероссийских показателей и данных по Западно-Сибирскому району в целом (очень высоки показатели по болезням органов дыхания). По ряду заболеваний (новообразования, болезни нервной системы и органов чувств и пр.) наблюдается тенденция к росту. Очень опасны воздействия, последствия которых выявляются не сразу. Таковыми являются влияние загрязняющих веществ на способность людей к зачатию и вынашиванию детей, развитие наследственных патологий, ослабление иммунной системы, рост числа онкологических заболеваний (http://manbw.ru/analitycs/png.html).
Список использованной литературы
1. Абросимов А.А. Экология переработки углеводородных систем / А.А. Абросимов. - М: Химия, 2002. – 608 с.
2. Агроэкология / под ред. В.А. Черникова. – М.: Колос, 2000. – 536 с.
3. Бажин Н.М. Метан в атмосфере / Н.М. Бажин // Соросов. образовательный журнал. – 2000. – т.6. - №3. – С.52-58.
4. Байков Н. Перспективы российской нефтегазовой промышленности и альтернативных источников энергии / Н. Байков, Р. Гринкевич // Мировая экономика и международные отношения. – 2008. - №6. – С.49-56.
5. Большаков В.А. Влияние загрязнения воздуха на растения и почвы / В.А. Большаков // Химия в сельском хозяйстве. – 1994. – №1. – С. 23-26.
6. Васильев А.А. Экологические технологии нефтедобывающих компаний Западной Сибири / А.А. Васильев, Н.И Матвеев, В.Б. Лукиных // ЭКиП. – 2004 – №5. – С. 16-17.
7. Годовалов А.А. Применение озона для обезвреживания газовых выбросов, содержащих сероводород /А.А. Годовалов, В.Р. Салихов В.Р. // Экология: проблемы и пути решения: Тез. докл./Перм. ун-т. – Пермь, 1997. – С. 31-32
Содержание:
1.Введение……………………………………………………………………..3
2.Характеристика сырья………………………………………………………5
3.Описание выбросов………………………………………………………….8
4.Списиок использованной литературы……………………………………..18
