Утилизация нефтепродуктов: способы и технологии

Нефтяные ресурсы составляют основную долю материалов топливного снабжения энергетических станций, а также широко применяются на заправочных пунктах, в обслуживании технических средств и питании электрооборудования. Данная инфраструктура включает в себя объекты хранения, перекачивания и фильтрации, при этом каждый из них в той или иной степени оставляет сырьевые отходы, губительные для окружающей среды. Соответственно, возникает потребность в своевременной утилизации нефтепродуктов, которые не могут быть использованы в промышленности или транспортном обслуживании. По оценкам специалистов, совокупные отходы в виде нефтезагрязнений, скопившихся на отдельных объектах, в объеме достигают сотен тысяч кубометров.

Задачи пунктов утилизации нефтяных отходов

Основным направлением в общем комплексе задач утилизации разного рода нефтепродуктов является очистка средств для перекачивания, хранения и транспортировки материала. Только в этом случае можно обеспечить должное качество и безопасность топлива. Как правило, для таких целей используют моющие вещества, отстойники, пульверизаторы и даже пескоструйные аппараты, позволяющие удалять застоявшиеся следы технических масел. Популярно и направление ликвидации последствий аварий в виде нефтяных разливов. Заражение почвы химически опасными веществами может грозить экологической катастрофой. В процессе утилизации грунта, загрязненного нефтепродуктами, используются методы интенсификации, биохимического очищения, пиролиза и традиционное захоронение на полигонах. Теперь стоит рассмотреть актуальные способы и технологии утилизации нефтяных продуктов подробнее.

Средства механической переработки шламов

Комплексно используют сразу несколько техник утилизации, среди которых центробежное разделение, отстаивание, гидрологическая переработка и т. д. В основном ставятся задачи разделения нефтешлама на разные фракции в зависимости от размеров и плотности. Более современные методики позволяют автоматически сепарировать материалы и по уровням токсичности. Центробежный способ вкупе с технологиями отстаивания производит отделение нефтяных эмульсий от водяного слоя.

В дальнейшем, определяя степени концентрации целевых элементов, можно отфильтровать существенные доли примесей. Непосредственно утилизация шлама нефтепродуктов производится на заключительной стации механической переработки на нижних слоях отстойников, где концентрируется порядка 75-80% тяжелых взвесей. Гидропереработка в целом предлагает те же принципы сепарации, но процесс разделения происходит интенсивнее благодаря десорбции нефтепродуктов – подключаются дополнительные технологические операции в виде нагрева и перемешивания.

Биохимический метод утилизации

Данная техника основывается на принципе разложения микроорганизмов посредством окисления. На практике этот метод часто применяют в рекультивации почв и других загрязненных материалов. Например, биохимическая утилизация опилок, загрязненных нефтепродуктами, предусматривает активизацию метаболизма естественной микрофлоры сырья. Используются разные режимы очистки, отличающиеся показателями влажности, интенсивностью аэрационного эффекта, включением питательных веществ и другими параметрами. При высоком уровне загрязнения применяют активные биологические вещества, оказывающие эффект окисления нефтяных микроорганизмов. Но есть у биохимического способа и ряд недостатков, к которым относят риск нарушения природного биоценоза.

Физико-химический метод утилизации

Это обширная группа способов переработки и очистки нежелательных нефтесодержащих продуктов, к наиболее популярным методам которой относят экстракцию и флотацию. Так, экстракционные способы основываются на принципах растворения полярных соединений на фоне теплового воздействия. В результате образуются твердые и жидкие среды целевого материала, которые можно легко сепарировать. Что касается утилизации нефтепродуктов посредством флотации, то эта методика реализуется с поддержкой горячих воздушных смесей, которые разделяют концентраты основного вещества и механических примесей. К физико-химическим методам относят и так называемый нефтесбор. При выполнении этой техники используют шламовые накопители и барабанные сепараторы. Но в качестве штатного средства утилизации этот способ применяют нечасто. В основном нефтесбор задействуется при устранении последствий аварий с разливами нефти по поверхностям водных объектов.

Термический способ утилизации нефтепродуктов

Данный метод основывается на процессе термического разложения, которым можно подвергать различные нефтепродукты. Наиболее эффективным считается полное разложение, когда в ходе деструкции формируется две среды – на основе углекислого газа и воды. В зависимости от условий проведения выделяют несколько видов термической переработки:

• Сжигание шлама в печных агрегатах, где присутствует псевдосжиженный слой.
• Сжигание (разложение под термическим воздействием) в бескислородной среде.
• Пиролиз.

Самым распространенным и в некотором роде универсальным методом является утилизация отходов нефтепродуктов в печах по принципу «кипящего слоя». В этом случае под влиянием горячих воздушных потоков рекреационные камеры предоставляют на выходе перемешанные взвеси.

Технологии регенерации нефтепродуктов

Смазочно-охлаждающие масла на органической и водной основе часто применяются в промышленности и транспортной сфере при обслуживании техники. Условно машинные жидкости делят на две группы – поддающиеся и неподдающиеся регенерации. В целях экономии расходника может применяться технология очистки и восстановления, благодаря которой нефтепродукт обретает утраченные эксплуатационные качества. К техническим маслам этой группы относят антикорит, жидкости из циркуляционных установок, смазочные смеси из грязевых накопительных баков и т. д. На этапе базового сбора может выполняться также утилизация отработанных масел и нефтепродуктов, но часть продукта пропускается через фильтр-пресс. Далее процедуры восстановления физических свойств жидкости выполняются посредством действия «глухого» пара с нагревом до 90 °С. Обработанное термическим способом масло перемешивают со сжатым воздухом и отстаивают 30 мин.

Технологии очистки гудронов

Очистка серной кислотой гудронов применяется в случаях, когда необходимо устранить смолистые, азото- и серосодержащие, а также непредельные соединения, обусловливающие низкий уровень стабильности нефтепродукта при хранении. Кислые гудроны характеризуются наличием высоковязких смолообразных масс, которые включают воду, органические примеси и серные соединения. В процессе очистки задействуются разные средства в зависимости от целевого слоя. Так, утилизация отработанных нефтепродуктов на основе кислых гудронов может выполняться применительно к следующим уровням:

• Верхний. Кислотная масляная жидкость. Не требует специальной переработки и ликвидируется основными биохимическими способами.
• Средний. Кислая водная среда. Состоит из серной кислоты и атмосферных осадков. Подвергается химико-термической обработке, а в некоторых случаях сепарируется и долями переправляется на регенерацию.
• Нижний. Пастообразные смеси кислого гудрона с концентрированной серной кислотой. На сегодняшний день оптимальным способом применения донных отложений гудрона является переработка в промышленный битум.

Комбинированные методы утилизации

Универсальные способы переработки нефтепродукта, которые могут применяться в отношении материалов с разными физико-химическими свойствами. Наиболее эффективным методом такого рода можно назвать комбинацию механической утилизации с техниками сепарации, очисткой и физико-химическим воздействием. На практике эти операции выполняются не одновременно, а поэтапно. Первичная утилизация нефтепродуктов комбинированным способом предполагает отделение эмульсий от шлама, после чего следует фильтрация водоэмульсионного слоя, обезвреживание остатков и переработка осадочного слоя.

Российские предприятия-утилизаторы нефтяных отходов

Отечественные предприятия имеют богатый опыт работы в данном направлении, предлагая широкий спектр комплексных услуг по переработке нефтяных отходов. Лидирующие позиции в сегменте занимают компании «ВЗТУ» и «Лукойл-ВНП». На их мощностях регулярно проводятся исследовательские мероприятия, а также расширяется спектр технологий, направленных на решение задач очистки. Высококачественную утилизацию нефтепродуктов в Москве обеспечивает компания «Экоинвест», предлагающая переработку машинных масел, эмульсий, органических веществ и загрязненных материалов. Что касается уникальных российских средств переработки, то можно отметить оборудование «Инстеб», на котором выполняется эффективная утилизация и обезвреживание нефтесодержащих материалов, и широкий перечень сорбентов – например, внимания заслуживают препараты «Эконафт» и «Модификатор».

Проблемы утилизации нефтяных продуктов

Несмотря на повышение технологического уровня способов утилизации нефтесодержащих отходов, по-прежнему остается ряд экономических и логистических сложностей, обуславливающих организационные проблемы переработки. Добавляет трудностей и тот факт, что современные технические жидкости все активнее подвергаются легированию и модификации путем внесения различных присадок. Это усложняет и технологический процесс обработки данного рода отходов. И даже новые методы регенерации с возможностью вторичного использования материалов требуют подключения немалых мощностей и ресурсов при выполнении восстановительных операций. Поэтому можно сделать выводы о затратности утилизации и переработки нефтяных отходов, не говоря о сохранении рисков экологического вреда для окружающей среды.

Заключение

Технологи нефтехимической промышленности регулярно повышают эффективность способов переработки топливно-смазочных материалов. На сегодня самым перспективным направлением является разработка методов утилизации отработанных нефтепродуктов посредством микробиологической очистки сорбентами. Опять же, это недешевые технологии, но в районах, где регулярно появляются очаги загрязнения, они вполне себя оправдывают. К тому же в некоторых производственных процессах с большими объемами используемого нефтепродукта микробиологическая утилизация вкупе с традиционными методами дает и немалую экономию при организации переработки.