Углеводороды | утилизация мазута

утилизация мазута

Оборудование предназначено для переработки нефтяных остатков (различные типы мазута, гудрона, парафинового гача, некондиционных масел и т.п.) и нефти в моторные топлива. Установка поставляется в модульном исполнении, каждый отдельный модуль выполняется в виде пространственной рамы с размером 20-футового морского контейнера. Каждый отдельный модуль-контейнер не требует заглубленного фундамента и может быть установлен на плитное основание или щебенчатую подушку. Монтаж установки состоит в подводе коммуникаций и соединению трубопроводами отдельных модулей-контейнеров и выполняется в кратчайшие сроки. В зависимости от типа перерабатываемого сырья, задачи получения преимущественно того или иного типа моторного топлива (судовое моторное топливо, автомобильный неэтилированный бензин, дизельное автомобильное топливо), производительности оборудования по сырью, а также наличию или отсутствию на площадке той или иной производственной инфраструктуры выбирается конечная конфигурация всего комплекса оборудования. Таким образом, поставляемое модульное оборудование может быть использовано как полная технологическая база для создания относительно небольших НПЗ полного цикла, так и доукомплектации существующих НПЗ, где отсутствуют процессы вторичной переработки нефтепродуктов.

  • Оборудование высокой степени готовности сборки, не требуется длительного монтажа. Низкие требования к фундаменту под отдельные модуль-контейнеры за счет большой их площади и распределенной нагрузки. В качестве фундамента достаточно использовать плитное основание или щебенчатую подушку. Удобные транспортные габариты, габариты 20-футового контейнера обеспечивают удобство транспортировки оборудования.
  • Возможность увеличения производительности путем установки нескольких одноименных модулей в параллельную схему.
  • В условиях ограниченного места размещения возможна установка одного модуль-контейнера на другой.
  • Гибкость и адаптивность поставляемого комплекта оборудования. Возможность реализации как полного цикла переработки сырья, так и отдельных недостающих этапов его переработки в случае дооснащения существующего нефтеперерабатывающего завода.

В случае наличия холодного остаточного нефтепродукта (далее, описание приводится для мазута, однако это никак не исключает использование другого остаточного нефтепродукта) мазут из сырьевого парка проходит через блок теплообменных аппаратов, где происходит его предварительный разогрев. Далее предварительно подогретый мазут подается в блок сероочистки, где происходит удаление сернистых соединений в форме серосодержащего газа, преимущественным компонентом которого является сероводород. Сернистые газы в блоке очистки сернистых газов разлагаются на серу и водород. Сера в виде расплава выводится из процесса, а водород содержащий газ используется как топливо. Очищенный мазут, содержание серы в котором снижено менее, чем до 0,1% поступает в печной блок, в котором нагревается до температуры 450 о С и поступает в реактор окислительного крекинга. В реакторе окислительного крекинга происходит разложение мазута с выделением светлых углеводородных фракций в форме парогазовой смеси и жидкого крекинг-остатка. Парогазовая смесь предварительно охлаждается в блоке теплообменных аппаратов, где отдает часть тепла подогреваемому мазуту. Жидкий крекинг остаток поступает в блок реактора крекинг-коксования, где в непрерывном режиме происходит образование кокса и дополнительного количества светлых углеводородных фракций в форме парогазовой смеси. Полученная парогазовая смесь углеводородов проходит темлообменный блок и совместно с парогазовой углеводородной смесью, образованной ранее в блоке реактора окислительного крекинга, поступает в блок конденсатора, где разделяется на жидкую фракцию (в рассматриваемом описании – судового моторного топлива (СМТ)) и горючий газ, который используется в качестве технологического топлива в процессе переработки мазута. При необходимости улучшения низкотемпературных свойств получаемого нефтепродукта (СМТ) в состав оборудования может быть добавлен модуль каталитической депарафинизации (процесс изомеризации линейных парафинов), однако в большинстве случаев комплектация производственной линии таким блоком оказывается не целесообразной, а доводка низкотемпературных свойств СМТ более целесообразна по технико-экономическим соображениям с помощью присадок и блока их дозирования/компаундирования.

В зависимости от наличия или отсутствия той или иной производственной инфраструктуры, поставляемое оборудование может быть дополнено контейнерными «сухими» градирнями, газопоршневыми электрогенерирующими установками, парогенераторами (пар необходим для продувки установки, организации паровых завес). Потребность в некоторых модулях, упомянутых в описании, в ряде случаев может отсутствовать, и они могут быть исключены из состава технологической схемы установки. Например, мазут может подаваться в уже разогретом состоянии с блока колонны ректификации, тогда отсутствует потребность в теплообменном блоке для его предварительного подогрева. Может не стоять задачи в получении СМТ с содержанием серы менее 0,1%, или в случае использования малосернистого мазута отсутствует потребность в его блоке сероочистки и соответственно в блоке очистки сернистых газов.

Кроме приведенного примера описания, в качестве сырья может использоваться непосредственно нефть, в этом случае блок конденсатора работает в режиме дробной конденсации с выделением отдельных фракций (бензиновой, дизельной). Для доочистки полученных фракций до требуемых нормативов (например, содержание серы может быть доведено до уровня менее 2ppm) могут быть поставлены блоки тонкой сероочистки. Для повышения октановых чисел получаемого бензина поставляемая модульная установка комплектуется блоком изомеризации бензиновой фракции.

Модуль блока сероочистки и очистки серосодержащих газов

Для очистки остаточных нефтепродуктов (например, мазута) используется плазмохимическая технология. Конструкция плазмохимического реактор реализует процесс обессеривания остаточных нефтепродуктов путем их взаимодействия с продуктами их плазмолиза. В качестве плазмы выбрана плазма дугового разряда, а способом ее генерации – разработанная ранее технлогоия скользящей электродуги. Преимущество технологии скользящей дуги – отсутствие износа электродов, в силу малого времени контакта электрической дуги с одной и той же точкой поверхности электрода. При этом сохраняются все преимущества дуговых плазматронов, таких, как простота конструкции, надежность, относительно низкие напряжения питания (сотни вольт, против киловольтовых напряжений питания всех других типов плазматронов).

Иллюстрация механизма реализации скользящей дуги

Механизм скольжения дуги объясняется тем, что дуга зажигается в зоне наименьшего расстояния между электродами в момент прохождения пузырька газа, где напряженность поля максимальна. Далее дуга сносится потоком среды (остаточного нефтепродукта), либо поднимается за счет конвекции как на видео в демонстрационном режиме. Как только конечной мощности источника питания становиться недостаточно для ее поддержания, дуга гаснет и зажигается вновь, повторяя цикл заново. Таким образом, осуществляется ее скольжение вдоль расходящихся электродов, что препятствует их чрезмерному нагреву.

Инициирование дугового разряда в точке наименьшего расстояния между электродами осуществляется путем подачи под электродную решетку реактора мазута, в котором диспергированы пузырьки газа. В момент прохождения пузырька газа между электродами возникает электрический пробой промежутка межэлектродного пространства, что приводит к возникновению дугового разряда.

Преимущества плазменной технологии – ее простота, возможность реализации в одном аппарате всего цикла процесса обессеривание. Высокая скорость процесса обеспечивает компактность оборудования при высокой удельной производительности. Процесс протекает при температурах не более 90 о С и околоатмосферном давлении, что обуславливает его безопасность. Расход электроэнергии – 2,9кВт*час/тонну сырья.

Фотографии разряда в остаточном нефтепродукте (мазут марки М100)

  • Прямое термическое разрушение сераорганических соединений. В плазме дугового разряда температуры достигают порядка 15000К, что достаточно для разрыва любых химических связей. На разрыв связей C-S, С-С затрачивается 230-280 и 335-400 кДж/моль соответственно. В условиях ограниченного времени существования разряда и времени контакта нефтепродукта с горячей зоной электрической микродуги создаются условия преимущественного распада сераорганических соединений, как наименее стойких.
  • Пиролиз органических соединений.Наряду с термолизом сераорганических соединений под действием температуры плазмы происходит пиролиз органических соединений с образованием преимущественно газов: водорода, метана, этилена, ацетилена. Выход газов незначителен, однако они являются источником для образования активных частиц (свободные радикалы и электроны), обуславливающих процессы гидроочистки.
  • Реакции уменьшения молекулярной массы углеводородов и улучшение реологических свойств нефтяных остатков.Молекулярная масса сернистых соединений в тяжелых нефтяных остатках составляет величину порядка 550-580Да, а доля серы в их составе от общей серы, например, для мазута марки М100 составляет около 60-65%. При разложении сернистых соединений и удалении серы образуются углеводороды с меньшей молекулярной массой и меньшей плотности, что улучшает свойства нефтяных остатков, делая их более пригодными для крекинга.

В процессе обессеривания остаточных нефтепродуктов, например, мазута, выделяется большое количество серосодержащего газа, основным компонентом которого является сероводород. Ключевым узлом блока сероочистки сернистых газов являются два попеременно работающих емкостных аппарата, заполненных катализатором на основе сульфида молибдена. Реакция сероводорода с катализатором на основе сульфида молибдена идет уже при нормальной температуре с высокой скоростью и приводит к образованию полисульфидов молибдена и водорода, который окисляется до воды диоксидом серы. Полисульфид молибдена – термически нестойкое соединение, при нагреве до 160-180 о С разлагается до исходного сульфида и серы в расплавленном виде и выводится из процесса. Давление насыщенных паров серы при такой температуре практически отсутствует, т.е. расплав серы не обладает летучестью, и нет риска загрязнения воздуха рабочей зоны в момент его выгрузки. Циклы образования полисульфидов и их разложения осуществляются в реакторах попеременно (режим очистки газа от серы и режим регенерации катализатора с выделением элементарной серы).

Модуль печного устройства и реактора окислительного крекинга

Для нагрева тяжелого нефтепродукта, например мазута, используется печь с кольцевым зазором, которая благодаря подаче небольшого количества воздуха в мазут одновременно является первой ступенью реактора окислительного крекинга. Особенность окислительного крекинга состоит в инициировании радикального механизма распада за счет образования некоторого количества органических пероксидов ROOH и их последующего распада на активные радикалы RO* и OH*, в отличии от чистого термического крекинга, протекающего в более жестких условиях с образованием необходимых для процесса активных радикалов вследствии распада непосредственно самих углеводородов. Практическая значимость окислительного крекинга – отсутствие процессов коксообразования в печи, реакторе крекинга, соединительных трубопроводах./p>

Модуль реактора крекинг-коксования

Кокс образуется непрерывно в шнековом реакторе. Особенность реактора – в нем протекают одновременно два процесса: собственно процесс коксования и процесс окислительного крекинга крекинг-газойля в газовой фазе, что позволяет получать более легкие углеводородные фракции.

В модуле теплообменного блока используется наиболее компактные специализированные пластинчатые теплообменники для нефтепродуктов. Основное назначение блока – рекуперация тепловой энергии потока парогазовой смеси и снижения нагрузки на градирни.

Модуль блока конденсатора и градирни

Модуль состоит из одного или нескольких стандартных специализированных под нефтепродукты теплообменных пластинчатых аппаратов и градирни для охлаждения циркулирующего в них теплоносителя.

Модуль блока конденсатора и градирни

Процесс депарафинизации основан на каталитических процессах изомеризации и циклизации линейных парафинов дизельного топлива в расплаве катализатора. В качестве катализатора используется расплав эвтектики хлоридов металла с коллоидными взвесями ряда оксидов металлов, при этом основным компонентом расплава является хлорид натрия. Регенерация катализатора осуществляется непрерывным способом в регенерационной зоне реактора, путем окисления коллоидной взвеси частиц кокса и сульфидов металлов кислородом воздуха. Образование сульфидов обусловлено связыванием серы из сераорганических соединений, что обуславливает дополнительный эффект частичного обессеривания в случае, если используется дизельная фракция, не очищенная от серы. Конструкция реактора характеризуется повышенной надежностью, что обеспечивается отсутствием подвижных частей, насосов для циркуляции расплава между реакционной и регенерационной зонами реактора, гидрозатворами, предотвращающими и исключающими смешения углеводородного потока с окислительными газами регенерации.

Модуль газопоршневой электростанции и парогенератора

Назначение блока – выработка электроэнергии и пара, когда таковые отсутствуют на производственной площадке или дороги. Модуль комплектуется стандартными изделиями различных производителей по согласованию с заказчиком оборудования.

Процесс изомеризации и сопутствующей ароматизации реализуется в каталитическом реакторе, где в качестве катализатора используется расплав эвтектики хлоридов металла, а основным компонентом расплава является хлорид натрия. В отличие от других гетерофазных каталитических процессов, процесс не требует остановки для регенерации катализатора, поскольку образующийся углерод находится в коллоидной форме в виде взвеси частиц кокса в расплаве и может быть окислен в отдельной камере реактора путем продувки воздухом в непрерывном режиме. Регенерация катализатора и рабочий процесс крекинга осуществляются в отдельных камерах, соединенных через гидрозатворы между собой. Это позволяет осуществлять конвективную рециркуляцию расплава катализатора без использования насосов, что повышает надежность системы в целом и полностью исключает риск аварийной ситуации, связанный со смешением нефтепродуктов крекинга с воздухом и газами регенерации. Также возможен режим автотермического нагрева путем подачи дополнительного тяжелого сырья с целью увеличения выхода коксовой взвеси в расплаве катализатора и увеличения мощности теплового потока, выделяющегося при регенерации катализатора. В этом случае реактор в стационарном режиме работы не требует дополнительного источника тепла и оборудования (трубчатых печей). Первичный разогрев реактора и вывод его на рабочий режим осуществляется горелкой, без подачи сырья в реактор.

Для тонкой очистки нефтепродуктов от серы используется микродуговая плазменная технология с жидким электродом, в качестве которого используется водный раствор гидроксида натрия.

Плазмообразующий электрический разряд инициируется на границе жидкого электрода и нефтепродукта. Под действием высокой температуры плазмы, электронного удара, помимо прочих частиц генерируются дополнительное количество радикалов водорода, позволяющих осуществить процесс некаталитической гидроочистки. Сера выделяется в виде серосодержащего газа, основным компонентом которого является сероводород. Для очистки газа от сероводорода применяется процесс извлечения серы аналогичный описанному ранее.

Фотография плазмообразующего разряда

Мазут марки М100 (прямогонный, содержание серы 1,7%) – 100%

СМТ (содержание серы 0,08%) – 81,2% от массы сырья

Газы на сжигание (не являются продуктом) – 7,8

Расход электроэнергии на тонну сырья* – 7,8 кВт*час/тонна сырья

Обслуживающий персонал – 1 оператор в смену

*При установке модуля с газопоршневой электростанции, внешняя электроэнергия не потребляется.

Дефицит ископаемого углеводородного сырья приводит к необходимости углубления переработки нефтяных остатков (и переработки битуминозных пород).

Это означает, что мазут прямой перегонки и гудрон пойдут в основном на производство моторного топлива, и производство котельного топлива на их основе резко сократится.

С другой стороны, быстрый рост добычи природного газа и его использование в энергетических установках, а также развитие атомной энергетики в какой-то мере компенсируют необходимость сжигания котельного топлива.

Поэтому перспективы производства котельного топлива состоят в следующем:

• выработка котельного топлива в целом будет снижаться (за счет природного газа, АЭС и других альтернативных источников производства энергии);
• в общем балансе котельного топлива доля продуктов первичной перегонки (мазута, гудрона) резко упадет, так как они пойдут на производство моторных топлив глубокой переработкой остатков;
• в состав вырабатываемых в уменьшенных количествах котельного топлива преимущественно войдут остатки и газойли вторичных процессов каталитического крекинга, гидрокрекинга, висбрекинга, термокрекинг и коксования;
• выработка печных топлив (МП) на основе отходов масляного производства и остатков каталитического крекинга сохранится на прежнем уровне.

Технология производства масел состоит из трех основных этапов: получение масляных фракций, выработка из них базовых масел-компонентов и смешение (компаундирование) базовых масляных компонентов с вводом присадок.

Начнем с первого из этих этапов – вакуумной перегонки мазута и получения масляных дистиллятов.

Как известно, пригодность нефти для получения из нее масел определяется при индексации нефти и установлении шифра нефти. Шифр нефти указывает:

1. к какому классу относится нефть (по содержанию в ней серы);
2. к какому типу относится нефть (по содержанию в ней светлых фракций, кипящих до 350 °С);
3. к какой группе относится нефть (по содержанию в ней масляных фракций):
1 -я группа – больше 25 % на нефть, 45 % на мазут, 2-я группа – от 25 до 15 % на нефть, 45 % на мазут, 3-я группа – от 25 до 15 % на нефть, 45-30 % на мазут, 4-я группа – менее 15 % на нефть, менее 30 % на мазут;
4. к какой подгруппе относится нефть (по индексу вязкости масляных фракций):
1 -я подгруппа – индекс вязкости более 95, 2-я подгруппа – индекс вязкости от 95 до 90, 3-я подгруппа – индекс вязкости от 90 до 85, 4-я подгруппа – индекс вязкости менее 85;
5. к какому виду относится нефть (по содержанию в ней парафина).

Третий и четвертый классификационные признаки шифра нефти определяют пригодность (или непригодность) нефти для выработки из нее масел. К нефтям, приигодным для получения масел, относят обычно нефти двух первых групп и двух первых подгрупп.

В этом случае в вакуумной колонне АВТ получают масляные дистилляты и остаток – гудрон, пригодные для получения дистиллятных и остаточного масел, масляных дистиллятов обычно получают два:

• масляный дистиллят маловязкий (МДм), фракция 350-420 °С;
• масляный дистиллят высоковязкий (МДв), фракция 420-500 °С; в остат¬ке – гудрон, кипящий выше 500 °С.

В последнее время стали получать широкую фракцию (ШФ) масла, которую после серии очисток фракционируют на 2-3 узкие фракции.

Схема получения масел из мазута

МДм – масляный дистиллят маловязкий; МДв – масляный дистиллят высоковязкий; ШФ -широкая фракция; МВМ – маловязкое масло; СВМ – средневязкое масло; ВВМ – высоковязкое масло; ДА – деасфальтизат

Второй этап производства масел – это выработка очищенных базовых масел-компонентов. Технология их выработки включает в себя ряд процессов, назна¬чение которых следующие:

• удаление из гудрона твердых асфальтенов пропаном;
• удаление групп углеводородов и соединений, присутствие которых в масле нежелательно (асфальтосмолистых соединений, полициклических ароматических углеводородов с низким индексом вязкости и твердых парафиновых углеводородов);
• гидродоочистка или контактная доочистка масла.

Последовательность очисток широкой фракции показана на рисунке пунктиром и в конце ее (перед компаундированием) стоит установка фракционирова¬ния масел на маловязкое, средневязкое и высоковязкое (МВМ, СВМ и ВВМ).

Очищенные от всех нежелательных примесей МДм и МДв (или МВМ, СВМ и ВВМ) называют базовыми дистиллятными маслами, а очищенный деасфальти¬зат (ДА) – базовым остаточным маслом.

Пути углубления переработки нефти

Генеральная и долгосрочная задача в области нефтепереработки – дальнейшее углубление переработки нефти и существенное увеличение выработки мо¬торных топлив. При этом под углубленной переработкой понимают получение максимально возможного количества топлив и масел, получаемых из 1 т нефти. Комбинированные технологических процессов является как раз тем путем, ко¬торый позволяет, решая вопросы энергосбережения, углубить переработку нефти. Поэтому прежде чем перейти к рассмотрению вопросов комбинирования, рассмотрим проблему углубления переработки нефти.
Во многих странах, в том числе в России, глубину переработки нефти выражают формулой:

где Г – глубина переработки нефти, %; Н – количество переработанной нефти; М – количество валового топочного мазута (котельного топлива) от переработанной нефти; П – количество безвозвратных потерь от того же количества нефти; Сп – количество сухого газа от переработанной нефти, использованного как топливо.

Такой подход позволяет оценивать величину Г независимо от вида перера¬батываемой нефти и набора технологических процессов.
В США максимально достигнутое значение Г составляет 86 %. В России на начало 1990-х годов оно составляло около 65 % и в настоящее время постепенно возрастает.

О значении глубины переработки нефти можно судить по следующим циф¬рам. Увеличение ее всего на 1 % требует определенных затрат (Згп), в то время как затраты на увеличение добычи нефти на 1 % в 14-20 раз выше. Это сравнение, конечно, упрощенное, так как затраты на увеличение глубины переработки нефти по мере роста значения Гпн повышаются нелинейно (с нарастанием), а затраты на рост добычи нефти увеличиваются по мере того, как эта добыча усложняется за счет геологических (увеличение глу¬бины бурения) и географических (перемещение на Север, в труднодоступные районы) условий.

Если экономическая целесообразность углубления переработки нефти в принципе не вызывает сомнений, то количественная оценка экономического эффекта разными специалистами производится по-разному (хотя расхождение конечных результатов при этом не носит принципиального характера).

В качестве примера можно привести предложенную в одной из работ формулу:

Э = ДЗН + ДЗМ – Д3 – ДЗГ – ДЗЭ

где Э – экономический эффект углубления переработки нефти; ДЗН и ДЗМ – затраты на добычу и транспорт высвобождающихся нефти мазута; Д3 – дополнительные затраты на углубление пере¬работки нефти; ДЗЭ – дополнительные затраты на транспорт газа, используемого вместо мазута; ДЗГ- дополнительные затраты на перевод электростанцией с мазута на газ.

Расчеты, выполненные по этой формуле применительно к объему переработки нефти 40,5 млн т/год, показали, что по сравнению с базовым вариантом (перегонка нефти до мазута с отбором светлых 50 %) увеличение глубины перера¬ботки нефти до 62 % (за счет переработки мазута в моторные топлива) дает значение Э = 416 млн руб./год (в ценах 1985 г.). Эта величина возрастает до (1315 млн руб./год при увеличении глубины переработки нефти до 74 % (также в ценах 1985 г.). Таким образом, экономический эффект углубления переработки нефти на каждый процент составляет около 40 млн руб./год (в указанных выше ценах для принятого объема переработки нефти).

Пути углубления переработки нефти включают в первую очередь глубокую первичную переработку нефти на АВТ и затем – комплекс вторичных термока¬талитических процессов с максимальным выходом топливных дистиллятов.

Направление углубления переработки нефти

I- ВСГ; II- кокс; III- газообразные и жидкие нефтепродукты

Сырьем процессов вторичной переработки могут служить непосредственно мазут или же продукты вакуумной его перегонки – вакуумный газойль и гудрон, но при этом нужно помнить, что главное в ГПН – ресурсы водорода и соблюдение его баланса, так как в мазутах и гудронах соотношение Н : С = 10 – 12, а в светлых топливах оно составляет 15 – 17.

Все вторичные процессы могут быть разделены на четыре группы (см. рисунок выше).

Первая группа – это деструктивные каталитические процессы, в которых недостаток водорода при разрыве связей в молекулах возмещается вводом его извне, за счет чего дистилляты III получаются всегда насыщенными, с высокими энергетическими свойствами (большое соотношение Н:С).

Вторая группа – процессы, в которых недостаток водорода лишь частично восполняется вводом его извне (в чистом виде или в составе соединений – доноров водорода), а образующийся избыток углерода частично выводится из про¬цесса в виде кокса (откладывается на внутренних поверхностях аппаратов).

Третья группа – это процессы без ввода в них водорода и с перераспределением “своего” водорода в процессе протекания каталитических реакций.

Избыток углерода в количестве до 8 % от исходного сырья выводится из процесса в виде кокса на катализаторе. Типичный процесс этой группы – каталитический крекинг, играющий ведущую роль в углублении переработки нефти.

Четвертая группа – это термодеструктивные процессы с максимальным удалением из процесса углерода в виде кокса и внутриреакционным перераспреде¬лением водорода. К этой группе процессов относятся термокрекинг и коксование, выход кокса в котором составляет от 15 до 35 % на сырье.

Несмотря на отвод избытка углерода во второй, третьей и четвертой группах процессов, продукты этих процессов (III) содержат определенное количество непредельных углеводородов (олефинов) и в большинстве случаев эти дистилляты требуют последующего облагораживания (насыщения) водородом.

Следует заметить, что во всех группах процессов в составе углеводородного газа определенную долю составляет сухой газ (С1 – С2) , обычно сжигаемый как технологическое топливо. Поскольку количество сухого газа является вычитае¬мым в формуле для определения глубины переработки нефти, то выход сухого газа уменьшает глубину переработки нефти, как и количество выводимого из процесса кокса. Но в случае, если кокс не используется по целевому назначению (для цветной металлургии), он может быть переработан в жидкие моторные топ¬лива через газификацию, получение синтез-газа и последующий синтез его (по Фишеру – Тропшу) в моторные топлива. Таким образом, общая глубина переработки возрастает за счет кокса.

Углубление переработки нефти, с одной стороны, позволяет решить проблему увеличения ресурсов моторных топлив, а с другой – обусловливает резкое сокращение выработки котельного топлива, так как мазут является основным компонентом этих топлив. Возмещение сокращающейся доли мазута идет несколькими путями.

Непосредственно мазут может направляться на гидровисбрекинг, а если установка комбинированная, то продукт висбрекинга далее проходит гидроочистку и подвергается крекингу.

При глубокой вакуумной перегонке (ГВП) мазута получают обычно три продукта: лВГ, УВГ и гудрон. Легкий вакуумный газойль (лВГ) после гидроочистки используется как компонент дизельного топлива, а УВГ и гудрон перерабатываются в моторные топлива по различным направлениям.
Если нефть масляная, то вместо УВГ получают широкую масляную фракцию (ШМФ) 350-500 °С, и тогда вместо моторных топлив из ШМФ и гудрона получают базовые масла, а продукты очистки масел (асфальт и экстракты) использует для получения кокса или битума.

В целом же подавляющее большинство вариантов ГПМ конечным процессом имеют КК как наиболее оптимальный процесс использования внутренних ресурсов водорода. Особенно благоприятно сочетание гидроочистки (ГО) и легкого гидрокрекинга (лГК) с каталитическим крекингом (КК), так как это увеличива внутренние ресурсы водорода в сырье КК и позволяет получать хорошее дизельное топливо на стадии лГК.

Начинает развиваться процесс гидровисбрекинга (ГВБ) как способ увеличения ресурсов сырья КК.

Один из перспективных путей глубокой переработки нефти (ГПН) – процесс коксования, так как при этом можно получить прямогонный вакуумный газойль (60 % от мазута), идущий непосредственно на КК; 40 % – гудрон на непрерывное коксование в кипящем слое кокса (из них 25-30 % дистиллята 350-500 °С ГО и КК, 15-20 % кокса, подвергающегося газификации; из синтез-газа по Фишеру – Тропшу можно получить моторное топливо).

Быстро нарастает применение селективных процессов (деасфальтизации селективной очистки гудронов) с последующей переработкой рафинатов на КК.
Широкое применение в схемах ГПН каталитического крекинга не только даёт возможность получать моторное топливо непосредственно, но позволяет на основе ББФ и ППФ газа крекинга получать высокооктановые компоненты бензина.

Но в то же время ГПН связана со значительным ростом энергозатрат. Сейчас на 1 т перерабатываемой нефти на НПЗ в сумме затрачивается 70-80 кг топлива (7-8 %). При углублении переработки нефти до 75-80 % эти затраты составляют 120-130 кг топлива на 1 т нефти, т.е. до 13 % от перерабатываемой нефти.

Наряду с комбинированием существенные экономические преимущества даёт укрупнение мощностей установок, поэтому оно всегда сопровождает комбинирование.

В настоящее время достигнутый “потолок” мощности АВТ составляет 68 млн т/год, установок каталитического крекинга – 2 млн т/год, каталитическог риформинга – 1,2 млн т/год.

Дальнейшее укрупнение производства сейчас приостановилось из-за дефицита нефти и необходимости придания схемам НПЗ большей гибкости.
С другой стороны, принцип комбинирования диктует уровень мощностей взаимосвязанных процессов определять исходя из мощности головного процесса.

Спасибо, Ваша заявка будет рассмотрена в ближайшие часы.

С течением времени в отстойниках предприятий нефтеперерабатывающей промышленности, равно как и ЖКХ, СТО и прочих ремонтных организаций, скапливается большое количество непригодного для дальнейшего использования мазута и перед учреждениями встает вопрос о его утилизации. Компания Экополигон предлагает свои услуги по безопасной переработке и утилизации мазутных отходов, шламов и некондиционных нефтепродуктов. Наши специалисты в кратчайшие сроки осуществят вывоз с территории предприятий отработанного мазута и произведут его утилизацию в соответствии с нормами, прописанными в действующем Законодательстве РФ.

Независимо от того, в каких резервуарах хранятся нефтешламы, они одинаково опасны для окружающей природы, поскольку:

  • их испарения токсичны как для растений, так и для животных и человека;
  • продукты нефтепереработки легковоспламеняемы, а пары от их горения в разы более ядовиты, чем в обычном состоянии;
  • почва, в которую осуществлялся сброс воды с нефтешламами становится непригодной для жизни;
  • попадая в любой водоем эти вещества вызывают гибель флоры и фауны, контактирующей с загрязненной водой.
  1. Биологических методов (при помощи специальных обеззараживающих микроорганизмов).
  2. Химико-физических методов (при помощи специальных обеззараживающих химических веществ).
  3. Технологии химической переработки во вторсырье.
  4. Обезвоживания для захоронения в твердом виде.
  5. Захоронения отработанного мазута на специальных могильниках.
  6. Сжигания (с параллельной очисткой продуктов горения) до полного распада на не представляющие опасность частицы с последующей их утилизацией.

Следует обратить внимание, что заниматься безопасной утилизацией нефтешламов может лишь компания, оснащенная специальным оборудованием и укомплектованная штатом высококвалифицированных специалистов, в совершенстве знающих свое дело и обученных работать на этом оборудовании.

Аннотация научной статьи по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук, автор научной работы — Аверина Ольга Викторовна, Месяц Светлана Петровна

Разработана технология утилизации мазута из нефтеловушек очистных сооружений укладкой в бурты в смеси с песком и нефтеокисляющей микрофлорой на сорбенте-носителе, последующим переносом на открытую площадку с водоупорным слоем и посевом многолетних трав под полимерным покрытием .

Похожие темы научных работ по общим и комплексным проблемам естественных и точных наук , автор научной работы — Аверина Ольга Викторовна, Месяц Светлана Петровна,

The technology has been developed of oil fuel utilization out of oil removers of treatment facilities using storage pits with mixture of sand and oil-oxidizing microflora on sorbent-carrier , and following transfer to the open site with water-retaining layer and perennial grasses sowing under polymer cover .

ТЕХНОЛОГИЯ УТИЛИЗАЦИИ МАЗУТА ИЗ НЕФТЕЛОВУШЕК

Разработана технология утилизации мазута из нефтеловушек очистных сооружений укладкой в бурты в смеси с песком и нефтеокисляюшей микрофлорой на сорбенте-носителе, последуюшим переносом на открытую плошадку с водоупорным слоем и посевом многолетних трав под полимерным покрытием. Ключевые слова: мазут, нефтеловушка, бурты, нефтеокисляюшая микрофлора, сорбент-носитель, полимерное покрытие.

Загрязнение природной среды нефтью и нефтепродуктами является одной из крупнейших проблем не только топливно-энергетического комплекса, но и других отраслей промышленности.

Значительные загрязнения на промышленных предприятиях происходят там, где длительное время функционируют крупные стационарные склады (хранилища) нефтепродуктов, очистные сооружения которых накапливают большое количество отходов. В связи с этим, актуальной является проблема утилизации мазута из нефтеловушек очистных сооружений на промышленных предприятиях.

В процессах самоочищения природных сред от нефтяных загрязнений ведущую роль играют микроорганизмы, обладающие высокой пластичностью, имеющие мощные ферментные системы, благодаря которым загрязняющие вещества подвергаются деструкции. Одним из перспективных направлений в решении проблемы снижения нефтяных загрязнений природной среды является активизация микробиологических процессов, лежащих в основе природных факторов самоочищения.

Известно два подхода к биодеградации нефтяных углеводородов: интродукция в загрязненную среду специально подобранных ассоциаций микроорганизмов-деструкторов различных классов углеводородных загрязнений, активизация аборигенной нефтеокисляющей микрофлоры путем создания оптимальных условий для её развития. Наиболее перспективны биотехнологии, предусматривающие сочетание этих двух подходов.

Разработана технология утилизации мазута из нефтеловушек очистных сооружений, основанная на укладке в бурты мазута в смеси с песком и нефтеокисляющей микрофлорой на сорбенте-носителе с последующим переносом смеси на открытую площадку с водоупорным слоем и посевом многолетних трав под полимерным покрытием.

Использование сорбентов в качестве носителей нефтеокисляющей микрофлоры сокращает период адаптации интродуцируемых штаммов за счёт образования биоплёнки на сорбенте. Значительная удельная поверхность биопленки на несколько порядков снижает нагрузку по органическим веществам на единицу площади поверхности прикрепленных

1 □ Деворойл + Версойл 3 □ Дестройл + Версойл

2 □ Деворойл + вспученный вермикулит 4 □ Дестройл + вспученный вермикулит

Рис. 1. Динамика утилизации мазута из нефтеловушки в буртах на поддоне

микроорганизмов. Это приводит к образованию специфической, качественно иной микрофлоры в составе биопленки, способной к более полному окислению загрязняющих веществ, так как:

• закрепленные клетки отличает высокая стабильность к внешним воздействиям и влиянию инактивирую-щих агентов,

• каталитические реакции активно протекают при большой плотности клеток,

• создание условий размножения клеток на носителе позволяет добиться высокой ферментативной активности связанных клеток в течение длительного времени [1].

Использование интегрированной системы микроорганизмов и растений позволяет значительно интенсифицировать процессы биоремедиации неф-тезагрязненных грунтов.

Растения стимулируют развитие ризосферных бактерий, иммобилизу-

ют загрязнители, адсорбируя их на своих корнях, осуществляя процесс фитостабилизации. В ризосфере растений численность микроорганизмов на несколько порядков выше, чем в почве без растений. Корневые выделения растений, изменение физико-химических условий среды обитания в зоне ризосферы создают благоприятные условия для развития бактерий, участвующих в процессах трансформации углеводородов нефти.

Высеваемые травосмеси состоят из видов, устойчивых к нефтяным загрязнениям, с развитой корневой системой, которая разрыхляет уплотнившийся под воздействием загрязнения грунт, улучшается воздухообмен в корнеобитаемом слое. Корневые выделения в ризосфере растений повышают биохимическую активность как местной, так и интродуци-рованной углеводородокисляющей микрофлоры.

Полимерное покрытие, создаваемое после посева многолетних трав, обеспечивает повышение водоудер-живающей способности корнеоби-таемого слоя, стабилизацию гидротермического режима, способствует росту и развитию растений при наличии загрязнения [2].

При выборе микробиологических препаратов учитывалась их способность подвергать деструкции различные нефтепродукты, в том числе мазут, при этом предпочтение отдавалось препаратам, состоящим из угле-водородокисляющих микроорганизмов, работающих при низких температурах, выпускаемых в промышленных масштабах. На основании лабораторных исследований и опытно-промышленных работ определены следующие микробиологические препараты:

— Деворойл, в состав которого входят вегетативные клетки непатогенных штаммов нескольких куль тур — Rhodococcus sp., Rhodococcus maris, Rhodococcus eritropolis, Pseudomonas stutzeri, Candida lipolytica, обладающих способностью окислять углеводороды любой структуры (линейной, циклической);

— Дестройл, получаемый на основе выделенной из природы микробной культуры Acinetbacter sp., являющийся монокультурой и имеющий высокую окислительную активность микробной культуры в отношении углеводородов нефти и нефтепродуктов.

Перечисленные микробиологические препараты являются экологически безопасными, поскольку в результате биодеструкции нефтяных загрязнений образуют нейтральные продукты, а отмершие клетки культуры образуют нетоксичную биомассу, которая в трофической цепи легко утилизиру-200

На основании лабораторных исследований и опытно-промышленных работ в качестве носителей микрофлоры определены материалы на основе минерального сырья — сорбент Версойл и вспученный вермикулит — характеризующиеся развитой удельной поверхностью, биостойкостью и химической инертностью. Версойл и вспученный вермикулит производятся на основе вермикулита — минерала класса слоистых алюмосиликатов, образующихся в результате выветривания магнезиально-железистых слюд. При термообработке природного вермикулита получается вспученный вермикулит, имеющий гидрофильный характер поверхности. В результате модификации природного вермикулита на поверхности минеральной матрицы создается углеродный слой, что позволяет отнести Версойл к классу углерод-минеральных сорбентов, обладающих выраженными гидрофобными свойствами. Модификация вермикулита приводит к значительному увеличению удельного объема пор (от 0.8 см3/г у вермикулита до 4.3 см3/г у Версойла) и суммарной удельной поверхности (от 78 м /г у вермикулита до 378 м2/г у Версойла). Гидрофобный характер поверхности Версойла обуславливает его способность адсорбировать значительное количество нефтепродуктов (8—12 г/г сорбента) [3].

При реализации технологии на одном из предприятий Мурманской области степень утилизации мазута из нефтеловушек, с укладкой смеси мазута, песка и биосорбента в бурты на поддоне, составила в течение одного вегетационного периода

Рис. 2. Утилизация мазута из нефтеловушки: а – бурты на поддоне; б – перенос смеси из буртов во второй год на площадку с водоупорным слоем и посев многолетних трав под полимерным покрытием; в – состояние травостоя на конец вегетационного периода

Степень утилизации мазута из нефтеловушки в буртах на поддоне и после переноса смеси из буртов на открытую площадку с водоупорным слоем и последующим посевом многолетних трав под полимерным покрытием

№ бурта Объект утилизации Микро биологический препарат Сорбент-носитель Уровень загрязнения в буртах, мг/г Степень очистки грунта, %

до очистки после очистки в бур тах, 2008 год после переноса грунта на площадку, 2009 год

1 Мазут Деворойл Версойл 244,60 51,78 85,89 99,70

2 Деворойл вспученный вермикулит 288,59 42,01 78,83

3 Дестройл Версойл 261,02 36,83 89,93 99,65

4 Дестройл вспученный вермикулит 241,94 24,37 85,44

В результате переноса смеси из буртов во второй год на открытую площадку с водоупорным слое и последующим посевом многолетних трав под полимерным покрытием степень утилизации мазута в конце вегетационного периода составила

Деворойл и Дестройл показали высокую микробиологическую ак-

тивность при деструкции мазута из нефтеловушки в буртах на поддоне с последующим переносом смеси на площадку с водоупорным слоем и посевом трав под полимерным покрытием. Использование в качестве носителя нефтеокисляющей микрофлоры сорбента Версойл обеспечивает наибольшую степень ути-

лизации мазута из нефтеловушки (более 99 %).

Технология является эффективной, экологически целесообразной,

1. Звягинцев Д. Г. Микроорганизмы и охрана почв. — М., 1989.

2. Месяц С.П., Едигарева Л.Н. Оптимизация продукционного процесса при восстановлении нарушенных земель в условиях Заполярья. Город в Заполярье // Труды III

обеспечивает возможность утилизации большого объема мазута из нефтеловушек.

международной конференции: Воркута, 2— 6 сентября 2003, — С. 205—213.

3. Месяц С. П. Версойл — природный сорбент для снижения нефтяных загряз-нений//Наука Москвы и регионов. М., 2004. — №2. — С. 64—70.. ЕШ

Месяц Светлана Петровна – заведующая лабораторией, старший научный сотрудник, mesyats@goi.kolasc.net.ru

Аверина Ольга Викторовна – технолог I категории,

Учреждение российской академии наук Горный институт Кольского научного центра РАН, тел./факс (81555)6-13-23

ГОРНОГО ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО БЮЛЛЕТЕНЯ

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОРФЯНЫХ РАЗРАБОТОК, РАСПОЛОЖЕННЫХ ВБЛИЗИ КРУПНЫХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ

Попов Сергей Михайлович – профессор, доктор экономических наук, Савин Константин Сергеевич – аспирант, Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru

Рассмотрены причины возникновения лесо-торфяных пожаров. Определены основные слагаемые ущерба возникающего в результате возгораний месторождений торфа. Приведен анализ состояния разработок торфяных месторождений, а также наиболее перспективных направления его использования в народном хозяйстве. Обоснована актуальность решения по использованию торфоразработок, как инструмента предупреждения риска возникновения пожаров вблизи крупных населенных пунктов и городов.

Ключевые слова: месторождения торфа, направления использования торфоразработок, предупреждение возгораний торфяных месторождений, лесо-торфяные пожары, ущербы от возгораний месторождений торфа.

ENVIRONMENTAL AND ECONOMIC PROBLEMS OF PEAT DEVELOPMENT LOCATED NEAR MAJOR HUMAN SETTLEMENTS

The article considers major causes of forest and peat-bog fires. The authors define principal factors of overall damage due to peat-bog inflammations. The article analyzes the progress in peat-bog development and the most promising trends of practical use and management of peat deposits. It is reasoned to be of current interest to use peat-bogs as an instrument of fire prevention nearby large populated localities.

Key words: forest and peat-bog fires, peat-bog inflammation-induced damage, peat deposits, peat-bog utilization trends, peat-bog fire prevention.

Добавить комментарий