Нефтяной шлам что это такое
Шламы нефтяные
Нефтяные шламы образуются в основном при разведке и добыче, реже при переработке и транспортировке нефти.
Нефтешламы токсичны и представляют большую опасность для окружающей среды, подлежат захоронению или переработке.
Образовываться нефтешламы могут как в результате естественных контролируемых процессов (например, очистка нефти от примесей и воды), так и от всевозможных аварий (разливов).
В зависимости от способа образования и, соответственно, физико-химического состава нефтяные шламы подразделяются на несколько групп или видов:
Это представляет реальную угрозу токсичного экологического загрязнения почв, подземных вод, рек и морей в зонах их складирования.
Существует и потенциальная опасность остановки некоторых нефтеперерабатывающих предприятий из-за фактического переполнения нефтяных амбаров нефтешламами в результате зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов.
Строительство же новых современных полигонов и амбаров для хранения нефтешламов дорого и не решает проблему.
Очевидно, что все сложности, возникающие при переработке нефтешламов, обусловлены, в большинстве случаев, неоднородным поликомпонентном составом этих смесей: в них присутствуют нефть, вода, нефтяные эмульсии, асфальтены, гудроны и ионы металлов, различные механические примеси, иногда даже радиоактивные элементы.
Кроме того, нефтяные шламы имеют 3 ярко выраженных фракции: водную, нефтяную и твердую, что также значительно осложняет процессы переработки.
Унифицированного способа переработки нефтешламов нет, однако любая технология базируется на 2-х последовательных этапах: предварительная подготовка (обезвоживание и удаление механических примесей) и непосредственно переработка.
Существует несколько методов конечной переработки нефтешламов:
Так, например, методом термического крекинга (высокотемпературная переработка нефти, смол и нефтешламов) удается получать легкие моторные и котельные топлива, высокоароматизированное сырье, нефтяной кокс.
Подбором углеводородного и фракционного состава сырья, а также температуры, давления и продолжительности процесса крекинг направляют в сторону получения заданных целевых продуктов.
Термический крекинг дает бензины с недостаточно высоким октановым числом (65-68 по моторному методу).
С повышением температуры реакции термического крекинга не только увеличивается скорость процесса, но и несколько возрастает октановое число бензина.
Но, как правило, не более чем на 2,5 пункта.
Цетановое число полученных при крекинге дизельных фракций равно 47-50.
При переработке нефтешламов применяется также метод пиролиза. В результате на выходе получаются твердые, газообразные и жидкие продукты сложного состава.
Выход и состав жидких продуктов в большой мере зависит от сырья.
С ростом атомарного отношения водород/углерод значительно увеличивается доля органической массы, переходящей в жидкий продукт.
Однако наиболее современным и эффективным из существующих технологических методов следует признать электроогневую технологию утилизации нефтешламов. Сущность ее состоит в комплексном подходе, включающем последовательные операции отделения и изъятие из нефтешламов верхнего слоя чистых нефтепродуктов, и последующее чистое электроогневое сжигание прочих тяжелых фракций нефтешламов в сильном электрическом поле.
Данная технология может быть использована как для утилизации нефтешламов из нефтяных амбаров, так и во всех безотходных производственных технологиях переработки нефтепродуктов.
Тем не менее, на данный момент в результате утилизации нефтешламов уже получают много полезных продуктов: товарную нефть, топливо для котельных установок, некоторые строительные материалы.
Известны также технологии и специальное оборудование для переработки нефтяных шламов с извлечением остаточной нефти и утилизацией твердых отходов (кека) в материалы для дорожного строительства.
Итого можно выделить 3 основных области применения нефтешламов:
Утилизация нефтешламов: способы и описание
Переработка и утилизация нефтешламов — это довольно актуальная проблема на сегодняшний день. В нашей стране нефтяные шламы образуются в значительных объемах и лидируют по своему количеству среди прочих разновидностей. Невзирая на это, сейчас еще больше распространены устаревшие методы утилизации этих отходов.
Виды и общее описание
Нефтешламы — это смесь, где в компонентном составе находятся нефтяные продукты, вода, а также механические добавления: песок, тяжелые соли, глина. Количество различных веществ в нефтешламовом составе может отличаться.
Отходы появляются во время технологического процесса переработки нефтешламов, а также при транспортировке и добычи нефти. Эти отходы, которые содержат нефть, опасны для внешней среды.
Появление такого вида шламов происходит во время управляемого процесса, например, при фильтрации нефтепродуктов, и вследствие различных аварий, во время которых происходит утечка нефти.
Разделение отходов на различные виды основано на способах их появления и химическом составе. Существуют такие разновидности нефтешламов:
Во время продолжительного скопления нефтешламов их углеродный состав изменяется вследствие таких протекающих процессов, как изомеризация, полимеризация, конденсация.
Утилизация нефтешламов — это проблема, которая сегодня довольно актуальна для нашего государства. Рациональное разрешение этого вопроса сможет оказать благоприятное влияние на экологическую и экономическую обстановку государства. Мы можем с уверенностью порекомендовать компанию, которая устойчиво функционирует с 19.06.2015 года и успешно занимается утилизацией нефтепродуктов.https://ресурссырье56.рф
Вопросы утилизации
Отходы, которые появляются во время работы с нефтяными продуктами, являются опаснейшими поллютантами, которые оказывают отрицательное влияние на экологическую среду. Так как нефтешламы загрязняют воздух, растительный и почвенный покровы, грунтовые воды.
Наверное, любой человек в нашей стране знает, что Российская Федерация — это государство, которое лидирует по количеству переработки и добычи нефти (углеводородное топливо в нашей стране больше преобладает над остальными разновидностями источников энергии). Поэтому появляется множество нефтешламов, которые нуждаются в утилизации. 4−8% нефтяных продуктов теряются в виде загрязнений на любых этапах технологического процесса.
Основной источник шламов — это организации, которые занимаются нефтяной добычей, а также компании по перевозке, организующие транспортировку нефтяной продукции.
Важно: ученые подсчитали, что нефтяные предприятия в России каждый год образуют приблизительно 600 тысяч тонн нефтешлама, а общий объем во всем мире равен 6 миллионам тонн.
Но, невзирая на значительное количество отходов, в нашей стране еще слабо разработаны рациональные методы по переработке шламов. Чаще всего в России используются недорогие варианты утилизации: сжигание и захоронение — что очень отрицательно отражается на состоянии здоровья людей и внешней среде. Потому можно смело сказать о том, что проблемы переработки нефтешламов очень актуальны и нуждаются в быстром решении.
Варианты устранения отходов
У всех компаний, которые производят переработку шлама, обязана быть лицензия на утилизацию. На сегодняшний день утилизация включает несколько самых распространенных методов.
Сжигание нефтешламов
Один из самых распространенных методов утилизации нефтешламов — это сжигание. Эффективность такого способа относительно невелика по определенным причинам:
Сжигание отходов не отличается экономической выгодой ни для внешней среды, ни для непосредственно производства.
Для того чтобы эффективность этого способа увеличилась, а выброс отходов снизился, необходимо предпринять определенные мероприятия, повышающие затраты на переработку отходов.
Влажность сырья обязана быть искусственно увеличена, как правило, необходимо ее повышение до 25%. Все молекулы воды обязаны находиться внутри топливной оболочки, лишь при этом расположении происходит оптимальное горение. Как правило, дополнительную подготовку не выполняют, потому переработка проводится по неудобной и неэффективной технологии.
Накапливание и хранение
Накапливание нефтяных отходов производится в результате невозможности их полноценной и быстрой переработки. Накапливать шлам необходимо в специально оборудованные и герметичные места, к примеру, в бункере. Зачастую они находятся без предварительного сортирования по видам и классу опасности.
В местах, на которых собирается шлам, все происходит естественным способом: процессы окисления, рост и размножение разных патогенных организмов, накопление осадков.
Начинает происходить восстановление всех элементов, но это действие затягивается на очень продолжительное время по причине того, что в окружающей среде не хватает кислорода, а также этот процесс осложняет переизбыток тяжелых солей металлов.
Если шлам хранился продолжительное время, то он по составу отличается от того, который только произведен. Нефтяной шлам, образовавшийся в резервуарах для хранения отходов, имеет отличия от продукта, образовавшегося в очистных ямах.
Процесс фильтрования
Для того чтобы утилизировать нефтяные отходы, достаточно фильтрации. После применения необходимых мероприятий по их очистке материалы зачастую применяются в строительстве. Они широко используются в засыпке дорог и планировке определенных участков. Иногда отфильтрованный нефтяной шлам можно вывезти на свалку, то есть утилизировать как обычный мусор. После применения допустимых способов по очищению и размещения сырья в естественную среду начинает происходить доочистка под воздействием микроорганизмов. Вероятно использование биопрепаратов, если отходы отвозят на специальных полигоны.
Фильтрование отходов выполняется в несколько стадий:
В результате этих изменений механические примеси быстро смешиваются, что требуется для интенсификации экстрагирования, это также не допускает образования участков застоя в нефтяном шламе.
С помощью чередования этих манипуляций нефтешлам получается максимально чистым, также таким образом можно отходы освободить от многих вредных примесей для внешней среды.
Экологические способы
В этом случае речь идет о выкачке воды из шламов для повторного применения в производственных целях. Во время применения этого способа сточные воды можно использовать для оборотной циркуляции, затем требуется утилизация твердых частиц. Таким образом, можно получить:
Все вышеперечисленные методы утилизации нефтешламов устарели, потому на сегодняшний день создаются и постепенно начинают использоваться новые способы, позволяющие защитить окружающую среду от токсичного действия происходящих процессов и произвести рециклинг углеводородов.
Эти альтернативные способы состоят в использовании современного и эффективного оборудования.
Используемое оборудование
Перед тем как переходить к современному оборудованию, нужно описать традиционные разновидности установок, которые чаще всего используются во время утилизации отходов.
Таким образом, процедура сжигания проходит в циклонных, надспоевых или камерных печах. Интересным считается турбобарботажный вариант по переработке шламов, при котором применяется барабанная и многоподная топка.
Перед сжиганием отходов, как правило, воды отделяют с помощью фильтрации, отстаивания, сушки, центрифугирования, заморозки. Фильтрацию производят с помощью фильтрационных или ленточных прессов. Для повышения скорости процесса проводят усреднение и смешивание шлама с добавлением разных химических составов.
Примером оборудования, которое используется для сжигания, может являться установка УУН-08. Ее применяют речные и морские порты, а также нефтегазовые компании. Принцип работы установки следующий:
Это оборудование, изготовленное в 2006 году, постоянно подвергается модернизации. Установку можно приобрести в мобильной и стационарной версии.
На сегодняшний день устройства для переработки нефтяных отходов включают в себя центрифуги и сепараторы, которые дают возможность сделать весь процесс безопасным и эффективным за счет сохранения углеродов для дальнейшего применения и уменьшения отрицательного действия твердой фазы.
Больше всего преимуществ имеет современный комплекс очистки нефтешлама. Осуществляемая этим способом процедура экологически безопасна, но при этом дает возможность получить углеводороды, которые пригодны для последующего применения, производить чистку устаревших резервуаров, ликвидировать токсичные вещества из среды и т. д. Оборудование по комплексной чистке быстро окупается, что, безусловно, еще одно важное преимущество.
Нефтешламы — это опасные отходы, потому требуется их обязательная утилизация. Во время выбора любого конкретного метода для их обезвреживания и переработки необходимо позаботиться об обеспечении безопасности проведения работ, а также невозможности попадания токсичных веществ в окружающую среду.
Нефтешлам: что это такое, как образуется, виды, методы переработки и утилизации
(нефтяные шламы) — это сложные физико-химические смеси, которые состоят из нефтепродуктов, механических примесей (глины, окислов металлов, песка) и воды. Соотношение составляющих нефтешлам элементов может быть самым различным.
Нефтяные шламы образуются при проведении таких производственных процессов, как переработка, добыча и транспортировка нефти. Данный тип отходов представляет большую опасность для окружающей среды и подлежит в первую очередь переработке, хотя захоронению по-прежнему подвергается большая часть нефтешламов.
Образовываться нефтешламы могут как в результате естественных контролируемых процессов (например, очистка нефти от примесей и воды), так и от всевозможных аварий (разливов). В последнем случае при позднем обнаружении или масштабной аварии природе может быть нанесён огромный ущерб.
В зависимости от способа образования и, соответственно, физико-химического состава нефтяные шламы подразделяются на несколько групп или видов:
Углеводородный (нефтяной) компонент нефтешламов может быть представлен различными соединениями, которые в результате длительного хранения, под действием природных сил, могут преобразовываться в другие соединения за счет процессов конденсации, полимеризации, изомеризации.
Переработка и утилизация нефтешламов — это важная экологическая и экономическая задача. Одной из возможных технологий переработки является трехфазное разделение на базе трикантеров Флоттвег[1]. В результате нефтешлам разделяется на воду, нефтепродукт и мехпримеси за один этап. Дополнительно извлеченный нефтепродукт может быть возвращен в производство.
Опасность нефтешламов для окружающей среды
Их относят к веществам 3-го класса опасности, то есть среднего воздействия на окружающую среду. Основной вред, который нефтешламы могут наносить экологии и человеку следующий:
Виды нефтяных шламов
В зависимости от способов образования и физико-химических свойств остатки нефтепроизводства можно разделить на:
Нефтешлам. Утилизация нефтешламов
При добыче, транспортировке и переработке нефти происходит образование и накопление нефтешламов. В самом общем виде все нефтешламы могут быть разделены на три основные группы в соответствии с условиями их образования: грунтовые, придонные и резервуарного типа. Первые образуются в результате проливов нефтепродуктов на почву в процессе производственных операций, либо при аварийных ситуациях. Придонные шламы образуются за счет оседания нефтеразливов на дно водоемов, а нефтешламы резервуарного типа – при хранении и перевозке нефтепродуктов в емкостях разной конструкции.
В наиболее упрощенном виде нефтешламы представляют собой многокомпонентные устойчивые агрегативные физико-химические системы, состоящие главным образом, из нефтепродуктов, воды и минеральных добавок (песок, глина, окислы металлов и т.д.). Главной причиной образования нефтешламов является физико-химическое взаимодействие нефтепродуктов в объеме конкретного нефтеприемного устройства с влагой, кислородом воздуха и механическими примесями. В результате таких процессов происходит частичное окисление исходных нефтепродуктов с образованием смолоподобных соединений. Попадание в объем нефтепродукта влаги и механических загрязнений приводит к образованию водно-масляных эмульсий и минеральных дисперсий. Поскольку любой шлам образуется в результате взаимодействия с конкретной по своим условиям окружающей средой и в течение определенного промежутка времени, одинаковых по составу и физико-химическим характеристикам шламов в природе не бывает.
Соотношение нефтепродуктов, воды и механических примесей (частицы песка, глины, ржавчины и т.д.) колеблется в очень широких пределах: углеводороды составляют 5-90%, вода 1-52%, твердые примеси 0,8-65%. Столь значительного изменения состава нефтешламов, диапазон изменения их физико-химических характеристик тоже очень широк. Плотность нефтешламов колеблется в пределах 830-1700 кг/м³, температура застывания от –3°C до +50°C. Температура вспышки лежит в диапазоне от 35 до 120°C.
При длительном хранении нефтешламы со временем разделяются на несколько слоев, с характерными для каждого из них свойствами.
Способы их переработки и утилизации
Переработка нефтешламов может быть осуществлена многими способами, применение того или иного зависит от вида нефтешлама, его состава и других факторов.
Накопление и захоронение в бункерах
Резервуар для отстоя нефтешлама
Обычно шлам захоранивают в непосредственной близости от скважины, по окончании ее использования. Это и называется захоронением в бункерах. Должной экологической безопасности не обеспечивает, также для подсыхания нефтяных отходов требуется значительное время. Затягивается и рекультивация земель, отведённых под хранение шлама.
Несмотря на это такая утилизация нефтешламов активно применяется из-за своей доступности, кажущейся простоте и низкозатратности. Иногда её можно назвать оправданной. Имеется в виду захоронение отходов при морском бурении либо в районах с благоприятными геологическими условиями, исключающими проникновение опасных и вредных веществ из бункеров во вне.
Обязательно нужно учитывать изменение со временем химических свойств нефтешлама, он может окислиться и поменять свою консистенцию.
Сжигание в печах и топках
Этот способ тоже довольно часто используется. Основные его этапы:
Следует упомянуть, что такая утилизация нефтешламов требует качественной очистки дыма. Упомянутое требования, к сожалению, далеко не всегда соблюдается.
Использование фильтрации
Переработка нефтешламов указанным способом требует специальных установок, стоимость некоторых из них весьма высока. Помимо этого, нужны большие земельные площади, сам процесс крайне долог. Работа оборудования основана на тепловом воздействии, так как нефть и прочие отходы имеют разную плотность. Основные этапы способа фильтрации нефтешламов следующие:
Отделённый от нефтяных составляющих материал может использоваться для строительства дорог либо иных целей.
Отстаивание
Этот метод относится к механическим способам переработки. Основывается он на постепенном разделении нефтяных отходов на фракции под действием гравитационных сил. Для повышения эффективности способа используются специальные реагенты. Процесс очень долгий и требует больших площадей.
По завершении отстаивания получается три слоя:
Все, содержащиеся в нефти, вредные и опасные вещества никуда не исчезают, не разлагаются, а лишь переходят в слои, которые по отдельности удобнее использовать.
Комплексные методы с дальнейшей переработкой
Ни один индивидуальный метод не в состоянии решить вопрос утилизации нефтеэмульсионного, водоэмульсионного и осадочного слоёв.
Поэтому всё большее распространение получают комбинированная переработка нефтешлама, комплексные методы т. к. позволяют очищать нефтешламы с различными физическими и химическими свойствами. Состоят либо в разделении отходов на слои и уже отдельную работу с каждым из них, либо в применении поочерёдно способов, каждый из которых действует на один из компонентов нефтешламной смеси.
Современный завод по переработке нефти, Европа
Из нефтеэмульсионного слоя можно получать товарную нефть. Водоэмульсионный закачивать в нефтеносные слои. Осадочный слой чаще всего выжигают. По своим свойствам он близок к нефтезагрязнённым грунтам.
Переработка осадочного слоя, методом пиролиза позволяет избавиться от большинства токсичных веществ, получить пиролизную смолу и пирогаз.
Прочие экологически чистые способы
Например, очистка нефти от примесей с помощью биологической технологии. Это самый экологичный метод, однако его использование пока ограничивается переработкой нефтешламов, которые возникают при разливе нефти на земле или в водоёмах. Нередко способом пользуются при чистке от нефтяных отходов резервуаров. Сущность биотехнологии заключается в применении микроорганизмов.
Впрочем, можно перерабатывать нефтепродукты в биореакторах с подогревом. И такие действительно построены. На утилизацию партии шлама у них уходит около двух недель. Повсеместного использования биометод не приобрёл, хотя уже и не воспринимается, как экзотика.
Использование в исходном виде в качестве сырья
Основных направления здесь три:
Активно ведутся работы по получению из нефтешламов битумных смесей и ряда других сырьевых материалов.
Оборудование для утилизации нефтешламов
Начинается всё со сбора нефтяных отходов. Используются всевозможные механизмы, извлекающие шлам с поверхности почвы, дна водоёмов и т. п. Часто бывает достаточно обычной аварийной техники. Для поднятия придонного шлама требуются специализированные машины.
Ликвидация полигона нефтезагрязненных веществ
При доставке нефтешлама к пункту конечной переработки используется илососная машина. Она откачивает, а затем вывозит отходы. Сжигается шлам в камерных, надспоевых и циклонных топках.
В некоторых случаях используются многоподовые и барабанные печи.
Но прежде чем сжечь шлам, из него нужно удалить воду. Это делают с помощью фильтрации, центрифугирования, сепарации и некоторыми другими методами. Для фильтрации используются ленточные и фильтр-прессы.
Очень много выпущено разновидностей центрифуг для удаления воды, а также разделения между собой других составляющих шлама. Принцип действия у них один и тот же. При центрифугировании благодаря центробежной силе более плотные составляющие оказываются ближе к стенкам аппарата, более лёгкие, наоборот, дальше от них.
Сепаратор представляет собой центрифугу с вертикальной компоновкой и множеством пластин или дисков внутри. Устроен гораздо сложнее, чем обычные центрифуги. Ведущую роль в сепараторе играет воздушный поток. Он создаёт вихревой эффект и осаждает твёрдые составляющие на пластины дальше от оси аппарата, жидкие – ближе.
Буровой шлам
Этот вид представляет собой водную суспензию. Она имеет твердую часть, состоящую из продуктов, полученных при разрушении горной породы, а также стенок скважины. Буровой шлам – это часть взвеси, которую улавливает шламовая труба в процессе колонкового бурения. Буровой шлам включает четыре вида отходов:
Очень важно правильно утилизировать буровой шлам. Это задача, от решения которой зависит благополучие окружающей среды. На сегодняшний день есть несколько методов утилизации, но до сих пор специалисты не пришли к единому мнению, какой из них эффективнее.