Анализ технико-экономической эффективности производства грунтобетонов из шламов нефтехимического предприятия и производства сульфата

 

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

НЕФТИ и ГАЗА им. И.М. ГУБКИНА

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ технико-экономической  эффективности производства грунтобетонов  из шламов нефтехимического предприятия  и производства сульфата аммония.

 

 

 

 

 

 

Работу выполнил

студент группы ХТ-07-5

Ноздренков А.С.

 

Работу проверил

Профессор , д.т.н.

Люшин М.М.

 

 

Москва – 2011-12-20

Содержание

1. Проблема переработки нефтешламов
2. Сульфат аммония.Свойства.

 

3. Оптимизация процесса получения сульфата аммония взаимодействием газообразного аммиака с отработанной серной кислотой процесса алкилирования изобутана олефинами.
4. Исследование режимов работы лабораторной установки по нейтрализации отработанной кислоты процесса алкилирования.
5. Методы исследования и характеристика исходных материалов использованных для активации грунтов и приготовления грунтобетонов.
6. Разработка технологии получения грунтобетонов.
7. Экономические показатели разработанных решений
8. Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Проблема переработки нефтешламов.

Переработка отходов нефтеперерабатывающих  предприятий и нефтехимических  производств является сейчас одной  из наиболее актуальных экологических  проблем в России. Одним из наиболее опасных загрязнителей практически всех компонентов природной среды являются нефтесодержащие отходы – нефтяные шламы.

 

Нефтешламы представляют собой  аномально устойчивые эмульсии, постоянно  изменяющиеся под воздействием атмосферы  и различных процессов, протекающих  в них. С течением времени происходит естественное «старение» эмульсий за счет уплотнения и упрочнения бронирующих оболочек на каплях воды, испарения легких фракций, окисления и осмоления нефти, перехода асфальтенов и смол в другое качество, образования коллоидно-мицелярных конгломератов, попадания дополнительных механических примесей неорганического происхождения. Устойчивость к разрушению таких сложных многокомпонентных дисперсных систем многократно возрастает, а обработка и утилизация их представляет одну из труднейших задач.

Состав компонентов нефтешлама может сильно отличаться для различных  накопителей, что сильно усложняет  и без того трудноразрешимую проблему утилизации нефтешламов. Вывод об опасности или безопасности нефтешламов для окружающей среды можно сделать лишь на основании комплексной оценки, учитывающей все входящие в их состав токсичные и канцерогенные элементы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Целью данной работы является рассмотрение основных методов переработки нефтешламов, их преимущества и недостатки.

Нефтешламы традиционно собираются и накапливаются в прудах-шламонакопителях и при хранении разделяются на три слоя: верхний – трудноразделимая эмульсия, средний – загрязненная вода, донный – осадок с большим  содержанием механических примесей. Однако этот способ утилизации весьма опасен из-за их пожароопасности и  загрязнения атмосферы продуктами разложения и испарения, опасности  проникновения органических нефтепродуктов в почву и их миграции с грунтовыми водами на значительные расстояния от мест складирования, кроме того, под  шламохранилища отводятся значительные площади земельных угодий, которые  полностью выключаются из активного  сельскохозяйственного производства.

 

 

В ходе работы выявлено, что нефтешламы различных составов и консистенций, образующихся в технологических  процессах добычи и подготовки нефти, могут быть эффективно разделены  на отдельные составляющие благодаря  комплексному использованию термохимических  и физических процессов.

 

В настоящее время разрабатываются  принципиально новые технологические  процессы получения химических продуктов  с использованием нетрадиционных средств  и методов механохимии, импульсных пиролитических процессов, фотохимии  и т.д. Более рациональными являются технологии переработки нефтешламов с получением конечного продукта. Их основное преимущество – безотходность.

 

В последнее время большое внимание также уделяется биологическому разложению нефтяных отходов. Активность почвенных микроорганизмов позволит решить задачу последующей их утилизации.

Таким образом, каждый вид нефтешлама требует индивидуального подхода  при решении вопросов о технологической  схеме их переработки.

 

 

 

 

Анализ предприятий  нефтяного профиля показывает, что  из-за отсутствия квалифицированного технического решения динамика накопле-ния  нефтяных шламов продолжает сохраняться, вызывая интенсивное загрязнение  воздуха, почвы и грунтовых вод. Компоненты нефтешламов: нефть, нефтепродукты  и минеральные соли представляют собой наиболее опасные компоненты для почвогрунтов .

 

Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами.*

Год	Источник загрязнения	Площадь загрязнения, га			Количество нефти и нефтепро-дуктов, т.	Рекуль- тивиро-вано зе-мель, га
		Земли	Водных объек тов	Грунто вых вод
1998-2000	Всего	4191,8	88321,6	1290,2	53241,2	830,7
2001	Всего	2980,6	4972,4	424.4	5409.8	273,2
	в том числе
	нефтедобыча	2435,8	0,3	4,4	1777,2	261,3
	трубопроводы	66,3	4659,1		315,1	5,2
	нефтепереработка	0,2			0,6	0,2
	реализация нефти и нефтепродуктов	53,2	308,8	420,0	2108,6	6,0
	прочие	425,	4,2		1208,3	0,5

 

• Данные Государственного доклада  «О состоянии и об охране окружающей среды РФ в 2001 г.», опубликованного  Министерством природных ресурсов России.

 

 

 

 

 

 

Испарение углеводородов  влечет за собой загрязнение воздуха; слив из амбаров избытка сильно минерализованной воды (сульфаты, хлориды) снижает плодородие почв и отрицательно влияет на верхние  пресноводные горизонты. Даже минимальные  концентрации шламов могут вызвать  мутогенез в растительном сообществе. Низкомолекулярные алканы нормального  строения токсичны и оказывают наркотическое  действие, могут проникать через  мембраны в клетки, вызывая тяжелые  последствия для живых организмов .

Одним из источников накопления нефтешламов являются кислотные  стоки предприятий нефтяного  и нефтехимического профиля, утилизация которых представляет для них  одну из главных эколого-экономических  проблем. Составы кислотных стоков различных производств, собранные  автором в результате анализа  литературных источников, приведены  в таблице 2.

Сернокислотные  отходы нефтехимической промышленности представляют собой сложные гетерогенные системы, содержащие в своей органической части в зависимости от исходного  технологического процесса, эфиры, спирты, альдегиды, кетоны, сульфо- и карбоновые кислоты, моно- и дисульфаты и другие серосодержащие соединения, а также  смолы, асфальтены, карбоиды. В них  могут присутствовать соли металлов (железо, медь, свинец, никель и др.) как  продукты коррозии, а также металлорганические соединения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Составы отработанных кислот некоторых  производств

Производство	Отработанная кислота
	% H2SO4	Примеси
Ацетилен	78-80%	6%  орг. соед., вода
Хлорные соединения	25-30	4% орг. соед., FeCl2, вода
Бромистый этил	60	5% орг. соед., FeSO4, вода
Дифенилолпропан		65% орг. соед., 1% фенол, вода
Алкилирование изобутана, бензола	83	11% кислых эфиров, 0,2-4,0% других орг.  соед., вода
Производство спиртов	45-60	до 5% орг. соед., вода
Очистка парафинов для производства СМС и белково-витаминных  концентратов		10-25% кислых гудронов от количества  парафина
Очистка масел	20-65	орг. соед., вода
Ди – толил-метан	71-73	орг. соед., вода
Производство бензола, нафталина	70-75	орг. соед., вода
Полупродукты и красители	25-85	нитросоединения, вода
Продукты органического синтеза	25-75	до 5% орг. соед., вода, гидросульфит натрия

 

В настоящее  время в России насчитывается  более 200 видов отработанной серной кислоты, содержащей около 100 видов  неорганических и органи-ческих примесей. В общем объеме сернокислотных отходов  России, пред-ставленных отработанными  серными кислотами  и кислыми  гудронами, на долю нефтехимических  отходов приходится более 30% . В общем  количестве сернокислотных отходов, образующихся в отрасли, доля отра-ботанных серных кислот от процессов сернокислотного  алкилирования составляет более 24%.

 

 

 

 

2.Сульфат аммония.Свойства.

 

Сульфат аммония (NH₄)₂SO₄ — аммонийная соль серной кислоты, аммоний сернокислый.
Сульфат аммония содержит 21 % азота и 24 % серы. Это химически нейтральная кристаллическая соль белого цвета, хорошо растворимая в воде. Гигроскопичность её слабая, поэтому при длительном хранении не слёживается и сохраняет сыпучесть.

 

Свойства сульфата аммония

Показатель	Описание, значение
Химическая формула	(NH4)2S04
Среднее содержание азота (%)	20,5-21,5
Объёмная масса удобрения (кг/м)	800
Рассеваеместь после хранения	Хорошая (при влажн. 2%)
Слёживаемость	Слабая
Гигроскопичность	Очень слабая

 

Области применения сульфата аммония



Сульфат аммония – одно из широкоприменяемых в сельском хозяйстве  минеральных удобрений. Используется под все сельскохозяйственных культур (от картофеля до цитрусовых) на черноземах и сероземах. Удобрение обладает ценным качеством – низкой миграционной способностью, так как катион аммония активно поглощается почвой и это предохраняет его от вымывания. Поэтому сульфат аммония рекомендуют вносить на легких почвах, при орошении, т.е. там, где есть потенциальная опасность потери азота удобрения за счет миграционных явлений.

Аммонийный азот сульфата аммония  усваивается растениями. Сера необходима для питания всех культур, так как входит в состав некоторых синтезируемых растениями незаменимых аминокислот.

Сульфат аммония применяют в  производстве вискозного волокна.

В биохимии переосаждение сульфатом  аммония является общим методом  очистки белков.