Как утилизируют отходы нефтепродуктов

Утилизация нефтесодержащих отходов – актуальная тема, так как человечество за последние несколько десятков лет использовало и безвозвратно потеряло то, что планета копила в течение миллионов лет. Кроме того, отходы от использования нефти и продуктов ее переработки существенно осложняют экологическую ситуацию.

Отходы нефтепродуктов — что это такое

Нефть – это смесь углеводородов, серо — и кислородсодержащих соединений. Грубо говоря, отходы нефтедобычи и нефтепереработки – это разница между добываемой нефтью и полученными из нее продуктами. Следуя научной терминологии, нефтесодержащие отходы, или нефтешламы, – это многокомпонентные смеси, в составе которых содержатся нефтепродукты, глина, разные оксиды металлов, песок и вода. Перечисленные компоненты в долях от единицы находятся в соотношении:

• вещества органического происхождения: 0,1 – 0,25;
• вещества неорганического происхождения: 0,05 –0,3;
• вода: 0,5 – 0,7.

Нефтесодержащие отходы образуются на всех стадиях добычи, транспортировки, переработки, хранения и использования нефти и полученных из нее продуктов:

• при добыче нефть проливается на землю и перемешивается с почвой или грунтом;
• при транспортировке морским транспортом возможны аварии и случайные попадания нефтепродуктов в воду (нефтеотходы попадают в состав водонефтяной эмульсии). При транспортировке по суше или по трубам также возможны случайные попадания нефти и ее продуктов на поверхность почвы (образуется смесь нефтепродуктов и грунта);
• на предприятиях нефтепереработки отработанная вода, содержащая нефтеотходы, собирается для отстаивания в специальные пруды и нефтеловушки. После отстаивания поверхность пруда содержит до 80% нефтешламов, илистое дно – до 1%, средняя часть – до 90%. После очистки резервуаров, где хранилась нефть или нефтепродукты, образуется смесь нефтешламов с механическими примесями, например, с ржавчиной;
• при использовании и хранении возможны разливы нефти и нефтепродуктов (образуется смесь нефтепродуктов и грунта).

Кроме этого не самого полного перечня источников появления нефтесодержащих отходов, существует человеческий фактор, например, многие, несмотря на появление безопасных для природы моющих средств, используют для чистки и мойки деталей, механизмов и т.д. бензин и керосин. Понятно, что отходы после такой мойки попадают в почву. Халатность и разгильдяйство, жажда наживы, нежелание думать о будущем Земли усугубляют экологическую ситуацию.

Нефтесодержащие отходы можно разбить на:

1. Жидкие отходы, содержащие много воды и легко от нее отделяющиеся.
2. Гелеподобные отходы, полученные при химической обработке сточных вод. Отделение отходов от воды затруднено.
3. Отходы, содержащие мало горючих продуктов и практически не отделяющиеся от воды.
4. Отходы с высокой концентрацией нефтепродуктов, требующие специальных методов утилизации.

Утилизация

Человечество использует следующие способы утилизации нефтесодержащих отходов:

Помещение в герметичную тару и захоронение на специальных полигонах. Способ не является экологически целесообразным из – за риска утечек и аварий. Его применение может привести к экологическим катастрофам. Кроме того, экономически гораздо выгоднее использовать нефтеотходы вторично.

Обеззараживание и переработка. Данный способ включает методы:

Термический метод предусматривает сжигание отходов нефтепереработки в печах, сушку, пиролиз и термическую десорбцию. Более всего используется сжигание в барботажных, камерных, шахтных, вращающихся печах и в кипящем слое. Кроме того, что сжигание ведет к бессмысленным потерям продуктов, которые можно еще использовать, при данном способе утилизации происходит химическое и тепловое загрязнение окружающей среды.

Больше информации о том, как происходит процесс утилизации нефтесодержащих отходов в современной пиролизной установке, содержится в этом видео

Химический метод базируется на использовании растворителей, таких как легкокипящие парафины, газовый конденсат, и других легких углеводородов. Смысл переработки заключается в растворении нефтесодержащих отходов в растворителях и последующее отделение их от камней, гравия, песка и других твердых частиц, а также воды. Этот метод переработки хорош тем, что продукты нефтепереработки, попавшие в отходы, могут использоваться повторно. Например, если нефтеотходы обрабатываются реагентами на основе негашеной извести, то образуется рассыпчатый гидрофобный материал, который с успехом применяется в дорожном строительстве (необходимо мониторить в последующем воздействие такого покрытия на окружающую среду). Недостаток метода в том, что он требует большого количества растворителей.

Биологический метод переработки заключается в использовании микроорганизмов, которые «питаются» органическими веществами, содержащимися в нефтешламах. Метод недорогой, безопасный, не требует применения специальной техники (подойдут обычные экскаваторы и бульдозеры). Однако следует учесть, что под отстойники придется изымать площади в основном сельскохозяйственных земель. Метод недоступен при низких температурах, и эффекта придется ждать очень долго.

Физико – химический метод заключается в расслоении нефтешламов с помощью специально подобранных ПАВ, а также дополнительных реагентов, влияющих на размер частиц. Данный метод отличается высокой эффективностью при использовании сравнительно небольшого количества реагентов, сочетается с химическим и биологическим методами переработки. Недостаток заключается в довольно высокой стоимости реагентов и в использовании специального оборудования. Кроме того, в результате физико – химической переработки образуются твердые отходы, которые сложно утилизировать.

В настоящее время набирает популярность сорбционный метод утилизации отработанных нефтепродуктов. Суть заключается в том, что нефть заполняет полости сорбента, после чего ее можно легко утилизировать. Сорбент собирает остатки нефти и ее продуктов полностью, в том числе и радужную пленку. После отработки необходима утилизация сорбента.

Использование продуктов отходов нефти в качестве сырья в разных отраслях промышленности.

Как перерабатывают и утилизируют в России

В России на 2017 год зарегистрировано 32 крупнейших завода по переработке нефти. Мощность заводов составляет 284 млн. тонн переработанного сырья в год. Понятно, что мощная нефтехимическая промышленность дает много отходов. По темпам и качеству переработки нефтешламов Россия отстаёт от многих стран. Каждый год в нашей стране образуется от 4 до 7 млн. тонн нефтешламов. На долю потерь:

• при добыче нефти приходится примерно 50%;
• предприятий по переработке нефти – 20 – 30%;
• в терминалах, при использовании горючего на транспорте, на ТЭС и т.д. составляют также 20 – 30%.

Таким образом, Россия теряет в год 26 млн. тонн нефти и 12 млн. тонн нефтепродуктов. В целом уровень сбора и переработки этих потерь – не больше 10%, а в развитых странах 30% и выше.

Важно! В XXI веке всплыла на поверхность еще одна «нефтяная» проблема. Запасы удобной, легкой нефти стремительно истощаются. На смену легкой нефти приходит тяжелая. Уже в недалеком будущем человечеству предстоит перерабатывать исключительно тяжелую нефть (запасы ее в нашей стране примерно 6 – 7 млрд. тонн). Переработка тяжелой нефти в России с помощью существующих технологий – процесс дорогостоящий, поэтому необходимо разрабатывать и внедрять в производство новые технологии переработки нефти, а это значит, что и способы утилизации отходов тяжелой нефти изменятся.

Итак, для переработки нефтешламов используют разные технологии. Невысокая производительность, ощутимые затраты, неполная переработка и утилизация, небезопасность для природы заставляют человечество найти более действенные методы переработки или продумать технологию повторного использования нефтеотходов.

Целесообразность переработки

К сожалению, не самая большая часть нефтесодержащих отходов поступает на переработку. Львиная доля нефтеотходов вообще не перерабатывается, хранится на территориях предприятий. Это происходит по двум причинам. Во-первых, объем отходов зачастую гораздо ниже минимальной мощности установок по переработке. Во – вторых, в мире остается все меньше мест для захоронения отходов, в том числе и нефтесодержащих.

Экономически целесообразнее будет вывезти нефтеотходы на специальный полигон, где производится сбор, переработка и утилизация отходов нефтепереработки, собранных с нескольких предприятий региона. При этом предприятию выгоднее заплатить за утилизацию нефтепродуктов (отходов) на специализированном заводе, чем за очистку и восстановление земель, оказавшихся под нефтеотходами, так как рекультивация обойдется дороже примерно в 12 раз.