2014-02-24
2483
Очистка нефтепродуктов
Нефтепродукты, получаемые при переработке нефти содержат примеси: олефины, серо-, азот-, кислородсодержащие соединения. Эти примеси – причина нестабильности свойств нефтепродуктов, полимеризации и окисления углеводородов с образованием осадков, нагара в цилиндрах двигателей, коррозии их металлических частей. Очистка нефтепродуктов – завершающая стадия их производства.
Очистка щелочами (едким натром, преимущественно) применяется для удаления кислот и серосодержащих соединений (нафтеновых и жирных кислот, фенола, сероводорода).
Сернокислотную очистку ведут концентрированной серной кислотой (90-93% H2SO4) для удаления олефинов (непредельных углеводородов), смолистых, азот- и серосодержащих соединений. В результате сернокислотной очистки, а также в некоторых других процессах переработки нефтепродуктов в качестве отхода образуются кислые гудроны – основной твердофазный отход нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
Очистку нефтепродуктов методом гидрирования проводят в присутствии алюмо-кобальт-молибденового катализатора при повышенных температуре и давлении. Водород взаимодействует с серо-, азот-, кислородсодержащими соединениями, образуя легкоустраняемые сероводород, аммиак и воду. Одновременно происходит гидрирование ненасыщенные соединений, что повышает стабильность продукта. Такая очистка позволяет использовать высокосернистые нефти для получения качественных нефтепродуктов.
|
|
|
К физико-химическим методам очистки нефтепродуктов относятся:
- адсорбция – поглощение поверхностью твердого тела вредных примесей, содержащихся в нефтепродуктах. В качестве поглотителей используют природные глины, через которые нефтепродукт фильтруют, либо глину перемешивают с нефтепродуктом, отстаивают и отделяют;
- абсорбция – поглощение примесей жидким реагентом (нитробензол, форфурол, дихлорэтиловый эфир). Очистка дорогая, поэтому применяется достаточно редко.
Работа нефтеперерабатывающих заводов связана со следующими воздействиями на окружающую среду.
Организованные выбросы в атмосферу отводятся на улавливание веществ и обезвреживание либо на дожигание в факеле. Неорганизованные выбросы связаны с «дыханием» резервуаров, выбросами канализационных колодцев, нефтеловушек и нефтеотделителей, а также с неплотностями и разгерметизацией основного технологического процесса.
В сырой нефти и нефтепродуктах содержатся полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Содержание бенз(а)пирена в нефтях украинских месторождений достигает 50-5000 мкг/м3. В процессе термической переработки его концентрация возрастает до 300 мкг/г (0,03%). Канцерогены в процессе переработки могут поступать в окружающую среду, в первую очередь, на промплощадку.
|
|
|
Сточные воды нефтеперерабатывающих заводов имеют состав (мг/дм3):
| Процесс (установка) | Нефть и нефтепродукты | Взвешенные вещества | Другие | |
| название | концентрация | |||
| ЭЛОУ | хлориды фенолы ПАВы | |||
| Крекинг | Na3PO4 | |||
| Риформинг |
Состав поверхностного стока с территории нефтеперерабатывающего завода, мг/л
| Показатели | Дождевой | Талый | Фон в водоемах |
| Взвешенные вещества Нефтепродукты ХПК БПКполн Минерализация Хлориды Сульфаты | 260-3730 10-50 250-1000 30-240 300-640 15-75 50-460 | 310-3800 35-1280 220-910 38-260 320-740 19-90 110-375 | - - - |
К твердым отходам нефтепереработки относятся кислые гудроны. Этот отход представляет собой смолообразные высоковязкие массы, содержащие серную кислоту, воду и различные органические вещества. Содержание органики изменяется от 10 до 93%. По содержанию основных компонентов кислые гудроны делят на два вида:
· с большим содержание кислоты (более 5-% моногидрата),
· с высоким содержанием органической массы (более 50%).
Объемы этих отходов весьма значительны. В странах СНГ их выход оценивается в 300тыс.т в год. Степень использования не превышает 25%, что приводит к накоплению их в заводских прудах-накопителях (амбарах).
Кроме этого для этой отрасли промышленности характерно образование нефтяного шлам а, выход которого составляет около 7 кг на 1 т перерабатываемой нефти. Это тяжелые нефтяные остатки, содержащие от 20 до 80% нефтепродуктов, 30-60% воды и до 45% твердых примесей. При хранении в шламонакопителях происходит расслоение таких отходов с образованием верхнего (в основном, водная эмульсия нефтепродуктов), среднего (загрязненная нефтепродуктами и взвешенными веществами вода) и нижнего (твердая фаза, пропитанная нефтепродуктами) слоя. На Надворянском НПЗ (Украина) скопилось более 40тыс.т таких шламов.
В нефтешламах и тяжелых остатках происходи концентрирование тяжелых металлов, входящих в состав нефтей.
Концентрация тяжелых металлов в нефтешламе АО «Уфимский НПЗ»:
| Компонент | Концентрация, мг/кг | ||
| В составе мех.примесей | В пересчете на нефтешлам | В золе | |
| Cu Zn Cd Cr Co Ni Mn Mo Pb V | 967,6 671,4 16,1 770,1 200,9 1698,3 566,8 2835,0 805,7 не опред. | 116,11 80,5 1,9 92,4 24,1 203,8 68,0 340,1 96,6 не опред. | не опред. не опред. не опред. не опред. |
Содержание некоторых металлов в дизельном топливе, мазуте и гудроне, %*10-4
| Нефте-продукт | Металлы | |||||||||
| V | Ni | Fe | Cu | Mn | Cr | Zn | Ba | Pb | Co | |
| Мазут Гудрон | 59-288 88-400 | 13-100 85-200 | 40-70 до 800 | до 1,2 до 3,2 | 0,3-0,6 до 2,0 | 0,2-5 до 1,4 | 1,2 3,4 | до 2 до 10 | до 1 2,2 |
Суммарная мощность по первичной переработке нефти в Украине достигает 52млн.т/год.
| Атмосфер-ная перегонка | Вакуумная перегонка мазута | Катал. и терм. крекинг | Гидро-очистка | Катал. риформинг | Про-во битума | Про-во масел | |
| Лукойл-Одесский НПЗ | - | - | |||||
| Всего (Украина) |
Динамика нефтепереработки в Украине, млн.т:
| Переработка нефти | 58,5 | 15,0 | 24,0 | 31,0 | 40,0 | 45,0 |
| Производство нефтепродуктов: | ||||||
| бензин | 8,4 | 3,7 | 5,7 | 8,0 | 10,4 | 11,5 |
| дизельное топливо | 12,7 | 4,6 | 8,12 | 10,6 | 15,0 | 17,2 |
| мазут | 26,1 | 5,3 | 6,9 | 7,3 | 7,3 | 5,7 |
| Глубина переработки, % | 54,3 | 65,7 | 70,0 | 75,0 | 80,0 | 85,0 |
В 2002 году в Украине на нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) переработано 15,4млн.т нефти с содержанием серы в 1,3%. При этом получено 44тыс.т товарной серы, а примерно 200тыс.т серы выброшено в атмосферу:
| Объем переработки нефти, тыс.т | Выпуск, тыс.т | |||
| бензин | ДТ | мазут | ||
| Лукойл-Одесский НПЗ | 2243,8/64,1 | 302,2 | 621,5 | 1057,7 |
| Всего (Украина) | 15385,5/29,6 | 3610,1 | 4587,4 | 5298,3 |
в знаменателе - %использования мощности.
|
|
|
Во всем мире глубина переработки нефти приближается к 80%, в США – к 90%, т.е. получают незначительные количества топлив, в основном нефть подвергается крекингу, риформингу, практически все нефтяные фракции подвергаются вторичной переработке.
Современные нефтехимические комплексы – это сложные предприятия, в состав которых могут входить до десятка различных крупных заводов и около сотни самостоятельных цехов.
Кроме нефтеперерабатывающего производства на нефтехимическом комплексе ведущими являются производство серной кислоты, заводы гидрирования, химического синтеза (полимеров, спиртов и т.д.). Для технологических нужд необходимы большие количества электроэнергии и тепла, поэтому строят ТЭС, а также производства необходимых катализаторов.
Лекция № 8
