Предложения по улучшению экологической ситуации

                                                 Cодержание

 

  Введение                                                                                                           3                     

   1. Общая характеристика рассматриваемого объекта.                         4

  2. Характеристика сырья и получаемых продуктов.                                    6

  3. Химизм процесса карбонизации.                                                               8

  4. Описание технологического процесса и технологической схемы

      производства.                                                                                                           10

  5. Принципиальная схема производства, описание. Мероприятия, направленные на улучшение экологической ситуации.                                      22

  6. Анализ современного состояния производства.

  Выводы.                                                                                                            37

  7. Расчет адсорбера для очистки промышленных сточных вод.                53

  8. Предложения по улучшению экологической ситуации.                         54

  Выводы.

  Список используемой литературы.                                                              59 
                                                                Введение

При рассмотрении вопроса очистки сточных вод объектов нефтепереработки наибольшее внимание традиционно уделяется очистки нефтесодержащих сточных вод. Это объясняется достаточно высоким содержанием нефтепродуктов в таких водах, а, следовательно, перспективностью и экономической целесообразностью рекуперативных технологий в этой области. На сегодняшний день предлагаются к внедрению или уже внедрено достаточно большое количество таких технологий.

Иначе обстоит дело с очисткой сернисто-щелочных стоков (СЩС). Такие стоки являются химически загрязненными и при сравнительно небольших объемах имеют высокие концентрации биотоксикантов. Токсичность таких стоков не позволяет сбрасывать их в водоемы или на грунт, даже после значительного разбавления. Специфический состав СЩС не позволяет собирать и очищать их вместе с остальными промышленными стоками НПЗ. Предприятия вынуждены создавать отдельные системы сбора СЩС и узлы их очистки. Кроме того, используемые на многих предприятия методы очистки СЩС не являются экологичными и имеют невысокую эффективность. Поэтому представляется важным и практически значимым рассмотреть современное состояние проблемы очистки СЩС.

Сернисто-щелочные стоки на НПЗ топливного профиля образуются как в ходе основных технологических процессов, так и при очистке получаемых полупродуктов и продуктов. Сточные воды с высоким содержанием сероводорода поступают в основном от барометрических конденсаторов смешения установок АВТ, каталитического крекинга, замедленного коксования, гидроочистки, гидрокрекинга. Получаемые в результате прямой гонки и вторичных процессов нефтепродукты содержат компоненты, отрицательно сказывающиеся на их эксплуатационных свойствах (алкены и алкадиены, органические соединения серы, нефтяные кислоты, высшие амины и азотсодержащие гетероциклы, смолы). Многие из этих соединений вызывают нестабильность свойств нефтепродуктов при хранении и транспортировке, коррозию аппаратуры, образование нагара и токсичных продуктов сгорания.

1. Общая характеристика рассматриваемого объекта.

Технический проект по обезвреживанию сернисто-щелочных стоков 
(СЩС) разработан «Башнефтепроектом» в 1963 году в соответствии с заклю- 
чением Совета техноэкономической экспертизы ГОСплана РСФСР № 
10/151-61 от 23/VI-1961 года.

Проектная мощность установки по поступающим стокам - 172936 т/год, число рабочих дней в году - 340.

Установка введена в эксплуатацию в 1969 году.

Назначение установки - переработка сернисто-щелочных, сероводород-содержащих стоков НПЗ, НХЗ ОАО «САЛАВАТНЕФТЕОРГСИНТЕЗ», обезвреживание   стоков   и   получение   слабого   раствора   соды   (Na₂CO₃   и NaHCO₃).

        1.1. В 1974 году произведена реконструкция I ступени блока регенерации диизопропилового эфира с целью переработки сероводородного конденсата.

Проект реконструкции выполнен конструкторским отделом ПО «Сала-ватнефтеоргсинтез».

 1.2. В 1979 году произведена реконструкция блока подготовки стоков с монтажом дополнительной емкости дегазации стоков Е-5А.

Проект реконструкции выполнен конструкторским отделом ПО «Сала-ватнефтеоргсинтез».

 1.3. В 1980 году произведена реконструкция блока переработки сероводородного конденсата с целью использования кислых газов для отдувки сероводорода в К-3 вместо углекислого газа.

Проект реконструкции выполнен конструкторским отделом ПО «Сала-ватнефтеоргсинтез».

 1.4. В 1984 году произведена реконструкция блока вакуум-содовой отдувки с целью переработки сернисто-щелочных стоков, поступающих с производства ЭП-300.

Проект реконструкции выполнен Салаватским филиалом «Башгипронефтехим», согласно откорректированного технического проекта ЭП-300, утвержденного приказом № 272 от 13.04.81г. Миннефтехимпрома СССР.

В 1987 году внедрена схема переработки сероводородного конденсата в колонне К-5 совместно со стоками с ЭП-300, колонна К-3 из схемы исключена.

Проект реконструкции выполнен конструкторским отделом ПО «Сала-ватнефтеоргсинтез».

В 1990 году произведена переобъвязка колонн для последовательной работы по схеме К-1→ К-6 → К-5 → К-3.

Проект реконструкции выполнен конструкторским отделом ПО «Сала-ватнефтеоргсинтез».

В 1993 году произведена реконструкция с установкой дополнительных смесителей С-1,2,3,4 и выведена из эксплуатации колонна К-3.

Проект реконструкции выполнен конструкторским отделом ПО «Сала-ватнефтеоргсинтез».

В 1998 году произведена замена фильтрующих элементов в фильтрах Ф-1,2 сетка Панченкова на бельтинг.

В 2000 году заменен корпус фильтрующего элемента на Ф-1,2.

В 2001 году выведен из эксплуатации и исключен из технологической схемы резервуар-усреднитель РУ-1.

Установка предназначена для переработки сернисто-щелочных стоков, поступающих из цехов НПЗ, ЗМУ, НХЗ, ЭП-300 и сероводородного конденсата из емкости Е-1 установки Л-16-1, из емкости Е-14 установки КиФГ.

В процессе очистки сернисто-щелочных стоков в состав которых  входят: вода, механические примеси, щелочь (NaOH), нефтепродукты, феноляты (R₆H₄ONa), гидросульфит натрия  (NaHS), сероводород (H₂S), тиосульфат натрия (Na₂S₂O₃), сульфид натрия (Na₂S) получаются следующие продукты: нефтепродукт, содовый раствор, сероводородный газ.  

 

 

  2. Характеристика сырья и получаемых продуктов.

 Отработанная щелочь получается в результате обессоливания нефти, очистки нефтяных дистиллятов и углеводородных газов, а также при нейтрализации кислых стоков. Количество отработанной щелочи на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях достигает десятка тысяч тонн в год.

Щелочь содержит в своем составе свободный едкий натр, сернистые соединения (сероводород, сульфиды, меркаптаны), углеводородные соединения фенольного ряда (фенолы, крезолы, ксиленолы), нефтепродукты и другие весьма ценные химикаты. Поэтому важность утилизации этого вида отхода очевидна.

Щелочные растворы, полученные при очистке дистиллятов каталитического и термического крекингов, характеризуются высоким (до 7--9%) содержанием фенолов.

В отработанной щелочи с установки каталитического крекинга содержится:

сульфид- и гидросульфид-ионов  (в пересчете на  H₂S) --56,9 г/л, фенолов -- 99--110 г/л.

Основными источниками сернокислотных отходов на предприятии являются процессы алкилирования, конденсации, полимеризации, очистки нефтепродуктов и осушки легких углеводородных газов. Кислые отходы получаются при производстве сульфонатных присадок, моющих средств сульфированием керосинов, газойлей и масляных дистиллятов, а также при очистке ароматических углеводородов.

Ресурсы сернокислотных отходов в настоящее время значительны. Довольно большое количество отработанной кислоты на предприятии получается в производствах алкилатов сернокислотным алкилированием изобутана олефинами, дитолилметана конденсацией толуола с формальдегидом, метилэтилкетона и полиизобутилена. Количество получаемых отработанных кислот определяется следующими факторами:

-     качественным составом исходного углеводородного сырья;

- условиями проведения процесса, определяющими интенсивность протекания побочных реакций с образованием растворимых или легкоэмульгируемых в сернокислотном слое продуктов;

- присутствием веществ, способствующих образованию стойких эмульсий, компонентов сырья и продуктов в серной кислоте.

Сернокислотные отходы представляют собой многокомпонентные гетерогенные системы, состоящие, в основном, ил моногидрата серной кислоты органических веществ и воды. Содержание этих компонентов в зависимости от условий образования сернокислотных отходов изменяется в весьма широких пределах (весовые проценты); 3 - 90 -- серная кислота (моногидрат), 0 - 93 -- органические вещества, 0 - 80 -- вода.

Содовый раствор (2-4%) используется на установках АВТ-1, 3, 4, ТК-2 для защелачивания сырья или сбрасывается в солесодержащую канализацию.

Улавливаемый нефтепродукт используется в качестве компонента сырья установок ЭЛОУ-АВТ-4, ТК2.

Сероводородный газ сбрасывается на сероводородный факел.

Углекислота (СО₂ - не менее 98%, Н₂ - не более 0,05%, Н₂S - не более 10 мг/м³) применяется для карбонизации сернисто-щелочных стоков.

Сернисто-щелочные стоки,  отходы производства (механические примеси - не более 50 мг/дм³, органических веществ - не более 300 мг/дм³, максимальный размер твердых частиц - на более 100 мкм, сульфиды - не более 20000 мг/дм³) откачиваются на объект «Кама - 1» на захоронение.

Оксид углерода (IV) - (не менее 92%) применяется для карбонизации сернисто-щелочных стоков.

 

 

 

 

 

 

 

3. Химизм процесса карбонизации.

Процесс переработки сернисто-щелочных стоков основывается на реакции карбонизации, в результате которой водные растворы едкой щелочи, сульфиды натрия, гидросульфиды натрия превращаются в растворы бикарбонатов и карбонатов натрия, сера удаляется из стоков в виде сероводорода, а феноляты натрия превращаются в фенолы.

Процесс карбонизации стоков проходит в колоннах К-1,6,5 и в смесителях С-1,2,3,4 посредством обработки стоков углекислым газом по следующим реакциям:

1. Na₂S + СО₂ + Н₂О = NaHS + NaHCO₃

2. NaHS + СО₂ + Н₂О = NaHCO₃ + H₂S

3. 2 NaHS + CO₂ + H₂O - Na₂CO₃ + 2H₂S

4. 2RC₆H₄ONa + CO₂ + H₂O = 2RC₆H₄OH + Na₂CO₃

5. 2NaOH + CO₂ = Na₂CO₃ + H₂O

Основные факторы, влияющие на процесс очистки сернисто-щелочных стоков.

Процесс карбонизации.

Основными факторами, влияющими на процесс карбонизации являются: объемная скорость подачи сырья и кратность циркуляции углекислого газа по отношению к сернисто-щелочным стокам.

Влияние объемных скоростей подачи сырья и углекислого газа.

С увеличением объемной скорости подачи сырья уменьшается время пребывания сырья в колонне карбонизации, т.е. время контакта сырья с углекислым газом, в результате чего карбонизация проходит не полностью. С уменьшением объемной скорости подачи сырья увеличивается время контакта сырья с углекислым газом и углубляется карбонизация, но при этом уменьшается производительность установки. Наиболее оптимальной скоростью подачи сырья является 12-15 м³/ч.

С увеличением скорости прохождения углекислого газа через сернисто-щелочные стоки в два раза, уменьшается отдувка сероводорода из стоков примерно на 4x5 %. Это означает, что с увеличением скорости прохождения одинаковых объемов углекислого газа через сульфидный раствор увеличивается число проскоков газа, что ведет к снижению степени очистки и к уменьшению процента использования углекислого газа.

  Влияние кратности циркуляции углекислого газа по отношению к сернисто-щелочным стокам.

Даже при постоянной температуре, объемной скорости сырья, отношение количества углекислого газа к количеству сернисто-щелочных стоков влияет на степень превращения.

По мере увеличения кратности циркуляции углекислого газа по отношению к сернисто-щелочным стокам возрастает степень превращения сернистых соединений в карбонаты и бикарбонаты, но увеличение количества углекислого газа к количеству сернисто-щелочных стоков более 100:1 экономически не выгодно, так как прирост степени превращения в дальнейшем становится незначительным.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Описание технологического процесса и технологической схемы производства.