Применение физико-химических способов очистки промышленных вод в нефтеперерабатывающем производстве

Открытая

Международная научно-исследовательская

конференция старшеклассников и студентов

«Образование. Наука. Профессия»

Секция  «Окружающая среда и экология»

Применение физико-химических способов очистки промышленных вод в нефтеперерабатывающем производстве

Филюкова Валерия, обучающаяся 10 класс

Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия № 15

Советского района города Волгограда

Научный руководитель : Носкова Ирина Анатольевна, учитель физики

г.Отрадный

2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Проблема охраны водных объектов в значительной мере решается за счет сооружений и установок для водоочистки.

Основой этой работы явился анализ процесса очистки на ООО «ЛУКОЙЛ-ВОЛГОГРАДНЕФТЕПЕРЕРАБОТКА», в цехе № 27 «Управление водоснабжения, канализации и очистки стоков». В результате  своего исследования я получила сведения о работе данного предприятия и попыталася систематизировать эту информацию и сделать из нее определенные выводы.

Сначала обратимся к истории…

Далекий 1951 год … Трудное послевоенное время … Сталинград еще большей частью состоит из строительных лесов… Но уже открыты в Приволжье Жирновское, Коробковское, Арчединское и другие нефтяные месторождения … И Совет Министров СССР 26 апреля издает распоряжение за № 6218 о строительстве Сталинградского нефтеперерабатывающего завода, чтобы на местном сырье обеспечить нефтепродуктами бурно развивающуюся промышленность Нижнего Поволжья и Северного Кавказа.

Одновременно такие же заводы начинают возводиться в Омске и Молотове (Пермь), Уфе и Ишимбае (под Самарой). Раскручивается маховик невиданной по масштабам и утвержденным срокам эпопеи создания стратегической системы нефтепереработки страны. И везде требуются квалифицированные кадры, оборудование, материалы …

В мае-июне под завод у примыкающих к Красноармейскому району города колхозов  отчуждаются 3 750 гектаров угодий. Генеральным проектировщиком определен Бакинский институт «Гипроазнефть». Строительство поручено тресту «Сталинградметуллургстрой», в котором создано специальное управление «Нефтезаводстрой». Около 200 предприятий страны начинают поставлять оборудование и материалы, необходимые не только для строительства технологических установок, но и для обустройства положенной инфраструктуры – цехов водо-, паро-, электроснабжения, контрольно-измерительной аппаратуры и автоматики, ремонтных служб и лаборатории, комплекса очистных, котельной, гаража, линий электропередач, железнодорожных подъездных путей и т.д.  

Активный приток кадров наблюдался в 1957 году. По направлению Министерства нефтяной промышленности из Москвы, Грозного, Днепропетровска, Львова и других городов Союза приехали молодые специалисты. Первый бензин для нефтепереработчиков – как первая песня. Нефть на ВНПЗ поступила 5 декабря 1957 года по нефтепроводу Жирновск – Сталинград – НПЗ.

В связи с прошедшими в 1960 году массовым сокращением Вооруженных Сил на завод были приняты бывшие военнослужащие, большая часть которых пополнила коллектив маслоблока. Освоить гражданские специальности им помогли всем миром. В следующем году Сталинград «согласно пожеланиям трудящихся» был переименован в Волгоград. Так завод обрел свое новое имя – Волгоградский НПЗ (ВНПЗ). В 1968 году наблюдался существенный рост по всем технико-экономическим показателям НПЗ.

Строительство Волгоградского нефтезавода в основном завершилось к концу 1970 года. На предприятии к этому времени сформировались циклы топливного, масляного и нефтехимического производств, обеспеченные всем необходимым комплексом вспомогательного хозяйства. В структуре топливного цикла действовали установки электрообессоливания, АВТ, термического крекинга, газовое хозяйство, производство кокса на установках замедленного коксования, процессы бензинного риформинга и гидроочистки керосина, производство битума. В декабре 1970 года в строй вошла установка вторичной перегонки бензина с целью получения сырья для установки каталитического риформинга, на которой велись пусконаладочные работы.

Маслоблок включал полный комплекс установок по маслоочистке: деасфальтизация пропаном, очистка фенолом и парными растворителями, депарафинизация с последующей контактной очисткой глинами.

Сооружение новых установок не прекратилось и в последующие годы. В 1976 году на предприятии насчитывалось уже 39 установок, которые обслуживали 106 бригад. В 1989 году  - 48 технологических установок.

В 1991 году прошли принципиальные переговоры о вхождении ВНПЗ в состав нефтяного концерна «ЛУКОЙЛ». В июне 1994 года возникает Полное Товарищество НК «ЛУКОЙЛ», в котором четко прописывалась главная функция дочерней «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработки»: оказание услуг по переработке лукойловской нефти и выработка нефтепродуктов. Но уже 26 августа 1994 года акционеры постановили изменить номинал акций ОАО «ЛУКОЙЛ-ВНП» - в связи с подготовкой к переходу на единую акцию компании.

В 1995 году на ВЕПЗ работали 4 709 сотрудников (промышленного персонала – 4 234 человека). [1]

На ООО «ЛУКОЙЛ-ВОЛГОГРАДНЕФТЕПЕРЕРАБОТКА» очистные сооружения предназначены для очистки сточных вод, сбрасываемых с технологических и хозяйственно-бытовых объектов ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», а также объектов станции «Татьянка» ЗАО «Бекетовское ППЖТ», базы сжиженного газа, ТЭЦ-2, ООО «Волгоградсервис», ГВРУ ООО «ЛУКОЙЛ-ЭНЕРГОГАЗ», ООО «ЭСМА», ЗАО «ЛУКОЙЛ-Информ», ООО «Спецнефтетранс».

Объекты очистных сооружений предназначены для:

приема нейтральных сточных вод I, II и III коллекторов, ЭЛОУ стоков, щелочных стоков;

механической очистки нефтесодержащих сточных вод от механических примесей и нефтепродуктов в песколовках, водоприемных емкостях, нефтеловушках, сепараторах, прудах дополнительного отстоя;

физико-химической очистки сточных вод от нефтепродуктов и механических примесей во флотаторах с применением коагулянтов и флокулянтов;

сбора и разделки обводненного нефтепродукта и нефтешлама, возврата отделенного нефтепродукта на переработку на установку АТ-9 коксо-битумного производства (резервуары №№ 3487, 3488, 3489 парка № 375) или на компаундирование мазутов на топливное производство;

подачи очищенных сточных вод на подпитку системы оборотного водоснабжения (БОВ) ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка»;

откачки очищенных сточных вод на доочистку на биологические очистные сооружения (БОС) ОАО «Каустик».

Проект очистных сооружений выполнен проектной организацией «Союзводоканалпроект» г. Ростов-на-Дону. Строительные работы выполнены трестом «Тяжстрой».

Очистные сооружения вводились в эксплуатацию поочередно с 1958 по 1974 год:

I очередь – в 1958 году;

II очередь – в 1968 году;

III очередь – в 1974 году.

Проектная производительность очистных сооружений ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» составляет 45000 м3/сут.

Генеральный проектировщик предприятия на момент утверждения технологического регламента – ОАО «ЛУКОЙЛ-Ростовнефтехимпроект». [2,3]

1 ТЕХНОЛОГИЯ   ПРОИЗВОДСТВА

1.1 Методы очистки нефтесодержащих сточных вод

Очистка сточных вод от нефти, как правило, сопряжена с известными трудностями, обусловленными тем, что часть нефти, иногда значительная (до (1 … 3) г/дм3), находится в эмульгированном состоянии. Крупные капельки нефти или тяжелые ее фракции (мазуты, битумы) хорошо всплывают или оседают на дно, тогда как эмульгированная нефть сохраняет устойчивое взвешенное состояние, особенно при концентрациях, не превышающих 1000 мг/дм3, и в присутствии поверхностно-активных веществ или тонких минеральных шламов, предохраняющих частицы эмульгированной нефти от слияния.

В связи с этим на отечественных и зарубежных нефтеперерабатывающих заводах общепринятая схема очистки сточных вод включает три стадии очистки:

1) механическая  очистка от грубодисперсных примесей (твердых и жидких);

2) физико-химическая  очистка от коллоидных частиц, обезвреживание сернисто-щелочных вод и стоков ЭЛОУ;

3) биологическая  очистка от растворенных примесей.

На очистных сооружениях ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» реализуются первые две стадии очистки нефтесодержащих сточных вод (механическая и физико-химическая), третья стадия очистки (биологическая) производится на биологических очистных сооружениях (БОС) ОАО «Каустик».

Часть сточных вод после очистки на очистных сооружениях ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» (механическая и физико-химическая очистка) возвращается на подпитку системы оборотного водоснабжения (БОВ) ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка». [2, 3]

1.2 Механическая очистка нефтесодержащих сточных вод

Для очистки сточных вод от грубодисперсных частиц нефтепродуктов, а также взвешенных твердых частиц на очистных сооружениях ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» применяются песколовки, нефтеловушки, сепараторы, пруды дополнительного отстоя.

Песколовки

В песколовках улавливается более 5% крупных частиц ((0,15 … 0,2) мм) минеральных примесей (песка и др.). В песколовках выделяется до 25 % и более нефтепродуктов, содержащихся в сточных водах, в связи с этим песколовки необходимо оборудовать нефтесборными устройствами.

Песколовки сооружаются перед нефтеловушками с целью уменьшения нагрузки последних по нефтепродуктам и механическим примесям.

Для обеспечения расчетных условий работы горизонтальных песколовок скорость движения воды в них следует поддерживать в пределах от 0,15 до 0,3 м/с (при минимальном и максимальном расходах соответственно).

При движении сточных вод в песколовках за счет снижения скорости потока до (0,15 … 0,3) м/с и за счет разности удельных весов происходит выпадение в осадок механических примесей.

Удаляемый из песколовок осадок направляется на установку по производству инертного грунта сторонней организации.

Нефтеловушки

Для удаления нефтепродуктов и механических примесей из сточных вод на очистных сооружениях ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» применяются горизонтальные нефтеловушки. Продолжительность пребывания воды в нефтеловушке обычно составляет 2 ч при расчетной скорости протока (3 … 10) мм/с.

При движении сточных вод в нефтеловушках за счет снижения скорости потока до (3 … 10) мм/с и за счет разности удельных весов происходит всплытие легких фракций нефтепродуктов и выпадение в осадок механических примесей.

Накапливающийся на поверхности нефтеловушек нефтепродукт собирается нефтесборными трубами или нефтесборными скиммерами (дисковыми сборщиками).

Удаляемый из нефтеловушек осадок направляется на установку по производству инертного грунта сторонней организации.

Сепараторы

Наклонно-пластинчатые сепараторы (тонкослойные отстойники) SКIM ТРS с высокой степенью разделки, являются простыми и удобными в эксплуатации и техническом обслуживании.

Поступающая нефтесодержащая сточная вода с содержанием мех. примесей до 150 мг/дм3 переливается через заднюю наклонную пластину, при этом капли нефти поднимаются вверх на поверхность.

Далее поток проходит через пакет пластин внизу. В ламинарном течении каждого канала пластин нефть из-за малого удельного веса по гребню пластин поднимается вверх и скапливается слоем на поверхности. Волнистая поверхность пластин вызывает эффект слипания, что заставляет тонкую нефтяную пленку, движущуюся по внутренней стороне пластины, преобразовываться в поток, покидающий пластины. Нефтепродукт, накапливающийся на поверхности, собирается при помощи нефтесборных труб. В то же время, при подъеме нефти, благодаря ламинарному течению, механические примеси осаждаются по внешней стороне в углублениях пластины и скатываются на дно. Механические примеси по мере накопления откачиваются из сепараторов насосами.

Пруды дополнительного отстоя

Пруды дополнительного отстоя предназначены для дополнительной очистки от нефтепродуктов и взвешенных веществ сточных вод, прошедших нефтеловушки, а также для усреднения состава стоков перед последующей физико-химической очисткой. На заводах, построенных в последние годы или реконструированных, для этих же целей используются более совершенные сооружения - радиальные отстойники.

Пруды обычно представляют собой бассейны, образованные земляными дамбами обвалования или выкопанные, в земле. Дно пруда и мокрые откосы экранируются от грунтовых вод слоем глины, асфальтобетоном, полиэтиленовой пленкой или бетонными плитами. Пруды оборудуются рассеивающим впуском и рассредоточенным выпуском сточных вод и устройствами по сбору отстоявшихся нефтепродуктов. Сбор и удаление нефтепродуктов с поверхности прудов дополнительного отстоя осуществляется с помощью нефтесборных труб и нефтесборных скиммеров (дисковых нефтесборщиков).

Продолжительность отстаивания сточных вод в прудах составляет от 3 ч до (2 … 3) суток. Увеличение этого времени до 20 суток не оказывает существенного влияния на эффективность очистки.

Пруды дополнительного отстоя имеют существенные недостатки, ограничивающие их применение: трудоемкость удаления нефтепродуктов и осадков, необходимость больших территорий для их строительства, высокая стоимость, влияние ветровой нагрузки, загрязнение атмосферы испаряющимися нефтепродуктами.

Аварийные амбары

Аварийный амбар служит для приема избытка сточных вод при расходе их, превышающем расчетный, во время дождя или в случае разрыва резервуара с нефтепродуктами.

Сточные воды перепускаются в аварийный амбар ливнесбросом, устраиваемым перед песколовкой.

Аварийный амбар представляет собой открытую емкость, образованную выемкой грунта и земляными дамбами обвалования. [2,4]

1.3 Физико-химическая очистка нефтесодержащих сточных вод

Для физико-химической очистки сточных вод на очистных сооружениях ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка» применяется метод напорной флотации в сочетании с процессами коагуляции и флокуляции.

Напорная флотация предназначена для удаления из сточных вод нерастворённых органических загрязнений (нефти и нефтепродуктов), взвешенных веществ, коллоидных органических загрязнений и частичного удаления растворённых органических соединений.

В сочетании с процессами коагуляции и флокуляции напорная флотация обеспечивает высокую очистку сточных вод от нефтепродуктов ((80 … 95) %). Наряду с этим, вследствие протекания процессов окисления и отдувки, происходит снижение ХПК и БПК сточной воды, снижение содержания сульфидов, сероводорода и других примесей. Напорные флотационные установки просты и надежны в эксплуатации. Небольшое время пребывания сточной воды в аппаратах обуславливает их небольшой стоимостный объем и невысокую стоимость.

Коагуляция является одним из основных методов очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов от эмульгированных и суспендированных нефтепродуктов. Как правило, такие загрязнения отрицательно заряжены, агрегативно и кинетически устойчивы и поэтому не могут быть выделены из воды в процессе отстаивания или флотации. Для повышения эффективности очистки от эмульгированных и суспендированных частиц используют минеральные коагулянты. В качестве коагулянтов для очистки нефтесодержащих сточных вод применяют в основном соли алюминия и железа.

При введении в сточные воды минеральных коагулянтов происходит их гидролиз, степень и характер которого зависят от свойств воды и концентрации самого коагулянта. Образующиеся при этом соединения имеют в основном положительный заряд и легко адсорбируются на поверхности отрицательно заряженных коллоидных частиц. Гидролиз и адсорбция протекают чрезвычайно быстро, поэтому необходимо осуществлять быстрое распределение коагулянтов в сточной воде путём интенсивного смешения в смесителях. В дальнейшем после адсорбции происходит коагуляция (слипание, сцепление) дестабилизированных частиц.

Для ускорения образования крупных хлопьев и более быстрого и полного отделения их от воды применяют синтетические флокулянты, которые принадлежат к классу хорошо растворимых линейных полимеров. Механизм действия флокулянтов заключается в образовании ими с частицами коллоидов и суспензий трёхмерных структур, способных к более быстрому и полному отделению от жидкой фазы. Причина возникновения трёхмерных структур заключается в адсорбции макромолекул флокулянта на нескольких частицах с образованием между ними полимерных мостиков.

Следующей стадией очистки сточных вод после коагулирования является отделение скоагулированных загрязнений от воды. Скоагулированные загрязнения обычно выделяются из воды в процессе напорной флотации.

Сущность напорной флотации заключается в растворении в сточной воде воздуха под давлением и последующем выделении его при патмосферном давлении в виде мельчайших пузырьков, осуществляющих подъём частиц нефти, нефтепродуктов и других примесей на поверхность воды.

В состав установки напорной флотации входят напорные баки, флотаторы, реагентное хозяйство и станция приготовления и дозирования реагентов.

Напорные баки представляют собой стальные емкости, установленные вертикально и предназначенные для растворения воздуха в воде при повышенном давлении ((4,0 … 5,0) кгс/см2) и для исключения попадания нерастворённого воздуха во флотатор. Внутри напорного бака установлена перегородка, служащая для улучшения перемешивания сточных вод с воздухом. Время пребывания сточных вод в напорном баке (1 … 2) мин.

Насыщенные воздухом, сточные воды поступают во флотатор и равномерно распределяются по всему объему камеры хлопьеобразования с помощью распределителя типа «Сегнерово колесо». В камере хлопьеобразования происходит формирование мелких хлопьев в более крупные, на которых адсорбируются примеси. Во флотаторе происходит выделение из воды мельчайших пузырьков растворенного воздуха, частицы нефтепродуктов прилипают к поверхности пузырьков воздуха и вместе с ними всплывают на поверхность. Время пребывания стоков во флотаторе (40 … 170) мин.

Добавление реагентов способствует более полному извлечению эмульгированных нефтепродуктов, за счет сорбции мельчайших капелек нефтепродуктов. При этом на поверхности флотатора образуется пенообразный слой. Вверху по горизонту воды смонтирован пеносборный лоток. Для сбора образовавшейся на поверхности воды пены на опорной конструкции установлен механизм сгребания пены. [2, 5]

1.4 Утилизация нефтешлама

В процессе очистки сточных вод образуется значительное количество нефтешлама, который представляет собой смесь механических примесей, нефтепродуктов, воды и других загрязнений.

Нефтешламы, имеющиеся на очистных сооружениях, можно разделить на три основные группы:

вновь образующиеся (свежие) нафтешламы, которые перерабатываются на узле разделке нефтешлама (УРНШ);

вновь образующиеся (свежие) нефтешламы с труднодоступных мест, которые перерабатываются на оборудовании сторонних организаций;

накопленные в течение ряда лет и хранящиеся в шламонакопителях нефтешламы, а также нефтешламы после узла разделки нефтешлама (УРНШ), твердые механические примеси, образующиеся при чистке оборудования очистных сооружений, которые перерабатываются на установке получения инертного грунта сторонней организации. Полученный инертный грунт захоранивается на территории очистных сооружений.

На узле разделки нефтешлама (УРНШ) нефтешлам подвергается механическому разделению (нагревание до определенной температуры и последующее отстаивание) на составные части: воду, механические примеси, нефтепродукты. Для разрушения стойких нефтяных эмульсий применяются деэмульгаторы. [2]

1.5 Описание технологической схемы очистки нейтральных сточных вод, поступающих по II коллектору

По II коллектору на очистные сооружения поступают нефтесодержащие нейтральные сточные воды от следующих объектов предприятия:

установок №№ 22, 30, 31, 41;

компрессорных № 96а, 96в;

конденсатных станций №№ 5, 7;

насосных станций №№ 92, 93, 93а, 174;

парков №№ 65б, 65в, 65г, 68, 68а, 70, 71, 78, 78а, 78б1, 78б2, 78в, 79/1, 79/2, 79/3, 79/4, 371.

Нефтесодержащие нейтральные сточные воды II коллектора поступают по самотечному железобетонному коллектору диаметром 1200 мм через гидрозатвор ГЗ-2 на ливнесброс ЛС-2.

После ливнесброса ЛС-2 существует две схемы очистки сточных вод II коллектора. [2]

1.5.1 Первая схема очистки сточных вод II коллектора

Сточные воды после ливнесброса ЛС-2 по приемному лотку проходят через решётку, в которой задерживаются крупные загрязнения минерального происхождения и частично взвешенные вещества.

Очистка решётки производится вручную по мере ее загрязнения. При чистке решетки отходы поднимаются металлическими граблями и собираются в контейнере временного хранения шламов. По мере накопления отходов в контейнере они вывозятся автотранспортом на полигон промышленных отходов предприятия.

После решетки сточные воды через задвижку ЗП-3 поступают в односекционную песколовку ПЛ-3 и далее через задвижку ЗП-1 в водоприемную емкость ВПЕ-2. Имеется возможность направить сточные воды после решетки через задвижку ЗП-2 сразу в водоприемную емкость ВПЕ-2, минуя песколовку ПЛ-3, для этого необходимо открыть задвижку ЗП-2, закрыть задвижки ЗП-3 на входе в песколовку ПЛ-3 и ЗП-1 на выходе из песколовки ПЛ-3.

В песколовке ПЛ-3 при движении сточных вод за счет снижения скорости потока и разности удельных весов механические примеси выпадают в осадок. Осевшие механические примеси из песколовки (по мере необходимости) удаляются вручную и направляются на переработку на установку получения инертного грунта.

Механические примеси, осевшие в водоприемной емкости ВПЕ-2, удаляются вручную при чистке водоприемной емкости ВПЕ-2 (по мере необходимости) и направляются на установку получения инертного грунта.

Уровень в водоприемной емкости ВПЕ-2 регулируется прибором поз. LIRC-4-3, клапан которого установлен на линии нагнетания насосов Н-1, Н-2, Н-3 водоприемной емкости ВПЕ-2.

Сточные воды из водоприемной емкости ВПЕ-2 откачиваются насосом Н-1 (Н-2, Н-3) водоприемной емкости ВПЕ-2 на сепараторы МН-101 (1÷6). Количество стоков, откачиваемых из водоприемной емкости ВПЕ-2 на сепараторы МН-101 (1÷6), регистрируется прибором поз. FIR-4-2, установленным в операторной насосной ЦНС-3.

Перед сепараторами МН-101 (1÷6) сточные воды, поступившие по II коллектору, смешиваются со сточными водами, поступившими по I коллектору.

Нефтепродукт, накапливающийся на поверхности сепараторов МН-101 (1÷6), собирается нефтесборными трубами и по самотечному трубопроводу поступает через сетчатый фильтр Ф-101 в нефтяную емкость Е-101. Чистка фильтра Ф-101 производится технологическим персоналом еженедельно. Из емкости Е-101 обводненный нефтепродукт насосом Н-10 (Н-11) насосной НС-101 откачивается в резервуар Р-11 (Р-12). Насосы Н-10, Н-11 насосной НС-101 могут работать в ручном и в автоматическом режимах в зависимости от положения ключа управления. При работе насосов в автоматическом режиме при уровне в емкости Е-101 более 80 % по прибору поз. LSHL-101 включается насос Н-10 (Н-11) насосной НС-101, а при уровне менее 20 % насос Н-10 (Н-11) насосной НС-101отключается.

Жидкие механические примеси по мере их накопления в сепараторах МН-101 (1÷6) периодически откачиваются насосом Н-12 (Н-13) насосной НС-101 в регулирующую емкость РЕ. Чистка сепараторов от твердых механических примесей производится вручную согласно ежегодно утверждаемому графику. Твердые механические примеси направляются на установку получения инертного грунта.

Сточные воды после сепараторов МН-101 (1÷6) по самотечному трубопроводу диаметром 600 мм поступают через задвижку ЗП-4 в пруд дополнительного отстоя ПДО-2 или через задвижки ЗП-6, ЗП-5 в пруд дополнительного отстоя ПДО-1, или через задвижку ЗП-7 по обводному железобетонному коллектору диаметром 1200 мм в приемную камеру ПК-116/2.

Уровень в пруду дополнительного отстоя ПДО-1 контролируется прибором поз.  LI-18, установленным в операторной насосной ЦНС-1, и замерной рейкой, установленной в ПДО-1. Уровень в пруду дополнительного отстоя ПДО-2 измеряется замерной рейкой, установленной в ПДО-2.

Нефтепродукт с поверхности прудов дополнительного отстоя ПДО-1, ПДО-2 собирается нефтесборными трубами и самотёком поступает в подземный резервуар ПР-3, откуда насосом Н-1 (Н-2) нефтяной насосной НН-2 откачивается в резервуары Р-11, Р-12 или на шламонакопитель ШЛ-1.

Механические примеси, осевшие в прудах дополнительного отстоя ПДО-1, ПДО-2, удаляются вручную при чистке прудов (по мере необходимости) и направляются на установку получения инертного грунта.

После пруда дополнительного отстоя ПДО-1 сточные воды насосом Н-5 (Н-6, Н-7) насосной ЦНС-1 через задвижки № 1 (в камере задвижек К-7), № 22 (в камере задвижек  К-2), № 0-14 подаются в приемную камеру ПК-116/2. Имеется возможность при высоком уровне в пруду дополнительного отстоя ПДО-1 направить сточную воду из пруда дополнительного отстоя ПДО-1 через задвижку № 3 в нефтеловушку НЛ-1.

После пруда дополнительного отстоя ПДО-2 сточные воды самотеком по коллектору диаметром 1000 мм через задвижку ЛК-19 поступают в приемную камеру   ПК-116/2.

Уровень в приемной камере ПК-116/2 регистрируется прибором поз. LIRAHL-2-4, установленным в операторной насосной ЦНС-3. При достижении уровня в приемной камере ПК-116/2 менее 30 % и более 80 % срабатывает световая и звуковая сигнализация в операторной насосной ЦНС-3.

Нефтепродукт, всплывший на поверхности приемной камеры ПК-116/2, по мере необходимости насосом Н-17 приемной камеры ПК-116/2 или передвижной помпой откачивается в подземный резервуар Р-71. Уровень в резервуаре Р-71 контролируется прибором поз. LI-53, установленным в операторной насосной ЦНС-2.

Сточные воды из приемной камеры ПК-116/2 насосом Н-4 (Н-5, Н-6) насосной ЦНС-3 подаются через напорные баки Б-4, Б-5 во флотатор ФЛ-44.

По перемычке между приёмными трубопроводами насосов Н-3 и Н-4 насосной ЦНС-3 с задвижкой диаметром 400 мм, имеется возможность сточные воды из приемной камеры ПК-116/2 подавать насосом Н-3 насосной ЦНС-3 во флотатор ФЛ-42, и сточные воды из прудов дополнительного отстоя ПДО-3, ПДО-4 подавать насосом Н-4 насосной ЦНС-3 во флотатор ФЛ-44.

Перед подачей на флотацию сточные воды насыщаются воздухом. Воздух подается через эжекторы, установленные на перемычке между приёмным и напорным трубопроводами насосов Н-4, Н-5, Н-6 насосной ЦНС-3. Количество воздуха для напорной флотации должно составлять около 5 % от общего объема подаваемых сточных вод и определяется по показаниям ротаметра.

Насыщенные воздухом сточные воды поступают на (1 … 2) мин в напорные баки Б-4, Б-5 для растворения воздуха. Напорный бак Б-3 является резервным в случае ремонта напорных баков Б-4, Б-5 и включается в работу посредством переключения задвижек   ЛК-8 (правая), ЛК-9 (правая). Давление в напорных баках Б-3, Б-4, Б-5 контролируется техническими манометрами по месту.

Для повышения эффективности работы напорной флотации в очищаемые сточные воды добавляется (3,5 … 12) %-ный водный раствор коагулянта и (17 … 23) %-ный водный раствор полиэлектролита. Подача коагулянта производится насосом Н-4 реагентного хозяйства в смеситель СМ-3, установленный перед флотатором ФЛ-44. Подача полиэлектролита производится дозировочным насосом НД-1 станции приготовления и дозирования реагентов в смеситель СМ-3.

Насыщенные воздухом и реагентами сточные воды по трубопроводу диаметром 500 мм поступают во флотатор ФЛ-44. Расход сточных вод, поступающих во флотатор ФЛ-44, регистрируется прибором поз. FIR-2, установленным в операторной ЦНС-3.

Пена с поверхности флотатора ФЛ-44 удаляется с помощью скребкового механизма в пеносборный лоток, откуда самотеком поступает в приемную камеру флотационной пены и нефтешлама ПК-121/2.

нефтешлам, осевший на дно флотатора ФЛ-44, выпускается один раз в смену по самотечному трубопроводу в приемную камеру ПК-121/2 открытием на (5 … 10) минут дренажной задвижки Ш-26.

Уровень в приемной камере флотационной пены и нефтешлама ПК-121/2 контролируется прибором поз. LISAHL-14, установленным в операторной насосной  ЦНС-3. При достижении уровня в камере ПК-121/2 более 50 % и менее 5 % срабатывает световая и звуковая сигнализация в операторной насосной ЦНС-3.

Флотационная пена и нефтешлам из приемной камеры ПК-121/2 насосом Н-21    (Н-22) насосной ЦНС-3 откачиваются через задвижку № 30 в резервуар Р-48 или через задвижку № 29 в резервуар Р-12 (Р-11). Автоматический или ручной режим работы насосов Н-21, Н-22 насосной ЦНС-3 выбирается позиционным переключателем на щите управления в операторной насосной ЦНС-3. В автоматическом режиме работы при уровне в приемной камере ПК-121/2 более 45 % по прибору поз. LISAHL-14 включается насос   Н-21 (Н-22) насосной ЦНС-3, а при уровне менее 10 % насос Н-21 (Н-22) насосной ЦНС-3 отключается.

Уровень в резервуаре Р-48 контролируется прибором поз. LI-39, установленным в операторной насосной ЦНС-2. Закачанная в резервуар Р-48 флотационная пена отстаивается. Вода с низа резервуара Р-48 откачивается насосом Н-5 (Н-6, Н-10) насосной ЦНС-2 в трубопровод откачки стоков ЭЛОУ на сепараторы МН-301 (13) или на ЛС-2. Нефтешлам с низа резервуара Р-48 откачивается насосом Н-5 (Н-6) насосной ЦНС-2 в резервуар Р-12 (Р-11).

Очищенные сточные воды с флотатора ФЛ-44 через задвижку № 0-17 поступают в приемную камеру очищенных сточных вод ПК-121/1, откуда насосом Н-9 (Н-10) насосной ЦНС-3 через задвижки №№ 57, 58, 59, 28, 28а подаются на подпитку системы оборотного водоснабжения (БОВ) ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка». Расход очищенных сточных вод, откачиваемых на подпитку системы оборотного водоснабжения (БОВ) ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка», регистрируется прибором поз. FIR-1-2, установленным в операторной насосной ЦНС-3.

Уровень в приемной камере очищенных сточных вод ПК-121/1 регистрируется прибором поз. LIRAНL-22, установленным в операторной насосной ЦНС-3. При достижении уровня в камере ПК-121/1 более 80 % и менее 5 % срабатывает световая и звуковая сигнализация в операторной насосной ЦНС-3.

Имеется возможность очищенные сточные воды после флотатора ФЛ-44 через задвижки №№ 0-18, 0-7 направлять в резервуары Р-45 и Р-45А. Уровень в резервуаре Р-45 контролируется прибором поз. LI-21, установленным в операторной насосной ЦНС-2, и прибором поз. LIR-21, установленным в операторной насосной ЦНС-3.

Имеется также возможность рециркуляции очищенных стоков из приемной камеры ПК-121/1 насосом Н-9 (Н-10) насосной ЦНС-3 через задвижку № 14 в приемную камеру ПК-116/2. [2]

1.5.2   Вторая схема очистки сточных вод II коллектора

После ливнесброса ЛС-2 сточные воды проходят через решётку, в которой задерживаются крупные загрязнения минерального происхождения и частично взвешенные вещества.

Очистка решётки производится вручную по мере ее загрязнения. При чистке решетки отходы поднимаются металлическими граблями и собираются в контейнере временного хранения шламов. По мере накопления отходов в контейнере они вывозятся на полигон промышленных отходов предприятия.

Сточные воды после решетки поступают в двухсекционную песколовку ПЛ-4, откуда направляются в восьмисекционную нефтеловушку НЛ-2.

Механические примеси, осевшие в песколовке ПЛ-4 и нефтеловушке НЛ-2, по мере накопления удаляются из них вручную и направляются для переработки на установку получения инертного грунта.

Нефтепродукт с поверхности нефтеловушки НЛ-2 собирается нефтесборными трубами и поступает в подземный резервуар Р-71, откуда насосом Н-32 (Н-34) насосной ЦНС-2 откачивается в резервуары Р-11, Р-12.

Сточные воды после нефтеловушки НЛ-2 по самотечному коллектору поступают в пруд дополнительного отстоя ПДО-2. Дальнейшая очистка сточных вод производится по схеме, описанной в пункте 3.3.1 данного технологического регламента. [2]

1.6 Основные проблемы в очистке сточной воды.

Проблем в технологии практически нет, только необходимо произвести обновление оборудования на более современное. В результате чего, технология очистки сточных вод будет более качественной и быстрой.  

В результате чего скоро в Управлении водоснабжения, канализации и очистки стоков будет поставлен импеллерный флотатор, который обеспечит очистку в 2 стадии: 1 стадия – напорная флотация, 2 стадия – импеллерная флотация.

2 .ЭКОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

2.1 Описание экологического процесса

Обессоливание нефти проводится на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ). В нефть вводятся промывная вода, деэмульгатор и щелочь, смесь подогревается и поступает в электродегидраторы, в которых удаляется основная масса воды и солей. Образующаяся сточная вода сбрасывается в канализацию.

В процессе первичной перегонки нефти на установках АВТ источниками образования сточных вод, загрязненных нефтепродуктами и другими веществами, являются конденсат водяного пара, подаваемого в основную атмосферную колонну, конденсат от барометрических конденсаторов смешения, скрубберов, охлаждения сальников насосов, вода от мытья полов и т. д.

Значительное количество сточных вод образуется в процессе щелочной очистки бензина и других продуктов от сернистых соединений. Светлые нефтепродукты очищают обычно 10 % раствором щелочи. Следы щелочи удаляют из нефтепродуктов водной промывкой. Отработанный щелочной раствор содержит около 2 % щелочи (NaOH) и сбрасывается в канализацию.

При термическом и каталитическом крекинге основное количество сточных вод образуется при конденсации и охлаждении продуктов, при этом горячая отработанная вода направляется в систему оборотного водоснабжения. Нефтесодержащие сточные воды образуются при конденсации водяного пара, подаваемого в реактор. В канализацию также сбрасываются сточные воды от промывки аппаратуры, смыва нефтепродуктов с полов, охлаждения сальников насосов и т. д.

Нефтепродукты после очистки от непредельных и ароматических углеводородов, а также смолистых, азотистых и отчасти сернистых соединений отмываются водой от кислоты и обрабатываются щелочным раствором для удаления остатков кислых продуктов. В результате образуются кислые промывные воды сточные воды, отработанный щелочной раствор и нейтральные нефтесодержащие сточные воды от промывки аппаратов, смыва с полов, и т. п.

Сточные воды образуются также при промывке газов раствором едкого натра от сероводорода перед подачей газов на установки фракционирования, в процессе десульфатизации масел пропаном, сернокислотной и щелочной очистки масел и в других процессах.

Следует отметить, что попадание нефтепродуктов, фенолов и других загрязняющих веществ в сточные воды происходит также через неплотности аппаратуры, а также при авариях.

Значительное количество сточных вод отводится от насосных станций, резервуарных парков, нефтеналивных установок и др. Кроме того, в канализацию попадают ливневые воды с территории производственных площадок, загрязненные нефтепродуктами и механическими примесями.

На современных нефтеперерабатывающих предприятиях сбор и отведение производственных сточных вод осуществляется с помощью двух основных систем канализации:

первая система предназначена для сбора и отвода нефтесодержащих нейтральных сточных вод (от конденсаторов смешения, скрубберов, от охлаждения сальников насосов, промывки лотков, смыва полов, ливневые воды и т. д.);

вторая система представлена отдельными сетями для сбора и отвода сточных вод, содержащих нефть, минеральные соли, сернистые соединения (высокоминерализованные воды от ЭЛОУ и сырьевых резервуарных парков, в том числе ливневые воды), сернисто-щелочных вод от аппаратов по защелачиванию нефтепродуктов, кислых сточных вод (с установок сернокислотной обработки нефтепродуктов, от производства серной кислоты и др.) и т.д.Сточные воды обеих систем канализации поступают на очистные сооружения предприятия. [2] Расчётные параметры фильтров (Приложения 1;2)

2.2 Основные проблемы в очистке сточных вод

Основными проблемами в технологии, по мнению технолога «Управления водоснабжения, канализации и очистки стоков» являются:

несанкционированные сбросы с завода;

происходит сброс загрязненной сточной воды с ООО «ЛУКОЙЛ-ВОЛГОГРАДНЕФТЕПЕРЕРАБОТКА» не по нормативам, указанным в Регламенте цеха.

наличие сульфатсодержащих стоков;

большое накопление шламов на очистных сооружениях.

3 Техника безопасности на производстве и вопросы безопасности жизнедеятельности

3. 1.Классы опасности веществ

3.2. Классификация по взрывоопасности технологических блоков

Институтом «ГИПРОСИНТЕЗ» для всего технологического оборудования выполнены расчеты по классификации технологических блоков по взрывоопасности.

Ниже приводятся результаты расчетов энергетических потенциалов, категории взрывоопасности блоков, границы зон возможных разрушений. Границы зон возможных разрушений представлены в следующей последовательности:

1-я зона  полное разрушение;

2-я зона  сильное повреждение – 50 % полного разрушения;

3-я зона  среднее повреждение – разрушение зданий без обрушения;

4-я зона  умеренное повреждение – повреждение внутренних перегородок, рам, дверей;

5-я зона  малое повреждение – разбито не более 10 % остекления.

3.3. Безопасные методы обращения с пирофорными отложениями

Чтобы предотвратить загорания пирофорных отложений при эксплуатации и ремонте аппаратов и трубопроводов необходимо:

аппараты и трубопроводы после вывода оборудования из работы и их освобождения от продуктов следует пропарить водяным паром;

после освобождения аппаратов от конденсата должен быть вскрыт нижний штуцер или люк, и взята проба воздуха для анализа на содержание в нем опасных концентраций паров продукта (должно быть не более 20 % от нижнего концентрационного предела распространения пламени);

во время чистки аппаратов необходимо смачивать отложения, находящиеся на стенках. При чистке аппаратов применяются искробезопасные инструменты. На выполнение этих работ оформляется наряд-допуск в установленном порядке;

пирофорные отложения, извлеченные из оборудования, необходимо поддерживать во влажном состоянии до их уничтожения. [2]

3.4. Способы обезвреживания и нейтрализации продуктов производства при розливах и авариях

Выброс жидких и газообразных продуктов в рабочие зоны возможен при нарушении технологического режима, неисправности оборудования, арматуры, средств контроля и автоматики, в результате разгерметизации фланцевых соединений, разрывов трубопроводов, что является аварийной ситуацией на объектах очистных сооружений.

Аварийный участок необходимо отключить ближайшей запорной арматурой.

Для локализации розливов жидких продуктов вокруг технологического оборудования в резервуарном парке (Р-1 … Р-6) сделано обвалование из бетонных блоков, в резервуарном парке (Р-7 … Р-10) - кирпичное обвалование, в резервуарном парке (Р-11 … Р-12) -бетонное обвалование. Высота обвалований составляет 600 мм (должно быть не менее 150 мм).

Небольшие розливы нефтепродукта на территории объектов очистных сооружений засыпаются песком. Пропитанный нефтепродуктом песок собирается в металлические контейнеры и вывозится для утилизации на установку получения инертного грунта.

При попадании нефтепродуктов на спецодежду, ее необходимо немедленно снять. При попадании на кожу нефтепродукты должны быть смыты водой с мылом. [2]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Последовательная очистка сточных вод на современных промышленных предприятиях предполагает проведение предварительной механической очистки (удаляются грубодисперсные легкоосаждающиеся и всплывающие загрязняющие вещества), последующей физико-химической (удаляются взвешенные и коллоидные вещества, частично-органические растворенные и эмульгированные вещества) и глубокой очистки (доочистки). При которой степень удаления загрязняющих веществ практически не ограничена и определяется условиями сброса очищенных сточных вод в водные объекты или использования очищенной воды в обороте.  

В настоящее время уровень обеспеченности новейшими технологиями очистки сточных вод невысок. Существующие технологии, основанные на процессах механической и химической очистки, не всегда позволяют выдержать нормативное качество воды при сбросе в поверхностные водные объекты. Большая часть действующих очистных сооружений нуждается в ремонте и модернизации.

Можно выделить основные факторы, влияющие на ухудшение работы сооружений очистки: большой срок эксплуатации сооружений, их естественное старение, значительная физическая изношенность водоочистного оборудования, морально устаревшие технологии очистки, нарушение технологического режима эксплуатации очистных сооружений, увеличение нагрузки на очистные сооружения как в количественном, так и в качественном аспектах по сравнению с проектными показателями, недостаточное финансирование эксплутационных расходов и, соответственно, несвоевременное выполнение ремонтных работ, недоукомплектованность и низкая  квалификация эксплуатационного персонала. [7, 8]

Использование очищенных сточных вод в системах оборотного водоснабжения позволяет значительно снизить потребление свежей речной воды из водоемов и значительно уменьшить сброс сточных вод в водоемы (в нашем случае значительно уменьшить подачу сточных вод на биологические очистные сооружения ОАО «Каустик»).

Поэтому основная задача очистки сточных вод на очистных сооружениях данного предприятия заключается в том, чтобы качество очищенных сточных вод удовлетворяло требованиям на качество оборотной воды не только по содержанию органических и минеральных примесей, взвешенных веществ и нефтепродуктов, но и коррозионной активности, скорости биологического обрастания и слоеобразования на теплопередающих поверхностях. [2]

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Юзифович О.А. Заводчане. – Волгоград: МАК-ЦЕНТР, 2007.

Технологический регламент очистки сооружения управления водоснабжения, канализации и очистки стоков ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка». – Волгоград, 2007.

Левченко Н.А. Современные комплексные ресурсосберегающие технологии очистки нефтесодержащих сточных вод // Экологические проблемы городов и рекреационных зон. - Одесса: ОЦНТЭИ. 1999. – с.108 – 112.  

Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий. Ч.2. – СПб: НПО «Профессионал», 2006. – с.154-178.

Государственный доклад «О состоянии водных ресурсов Российской Федерации в 2005 г.» - М.: НИА-Природа, 2006.

Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. – Л.: Химия, 1977.

РХТУ – экономике России. Завершенные научные разработки. Справочник / Сост. В.А. Колесников, С.И. Сулименко. М.А. Сиротина. – М.:РХТУ, 2002. – 228с.

Ильин В.И., Колесников В.А. Водоподготовка, водоочистка. //Экология промышленного производства – 2007. - № 02. – с. 60-63.

Приложение 1

Расчетные параметры фильтров с зернистой загрузкой для глубокой очистки городских и близких к ним по составу производственных сточных вод после биологической очистки следует принимать:

Приложение 2.

Расчет однопоточного скорого фильтра

Суммарную площадь скорых фильтров F рассчитываем по формуле:

F = Q/ T*υр.н. – 3,6*n*ω*t1 – n*t2* υр.н ,     где

Q – полезная производительность станции, м3/ сут;

T – продолжительность работы станции в течение суток, ч;

υр.н. – расчетная скорость фильтрации при нормальном режиме, м/ч,(принимаем равной 7);

n – число промывок каждого фильтра в сутки (при нормальном режиме эксплуатации = 2);

ω – интенсивность промывки, л/(с*м2), (принимаем равной 15);

t1  - продолжительность промывки фильтра, ч, (принимаем равной 0,08);

t2 – время простоя фильтра в связи с промывкой, ч.

F = 1050/(15*7 – 3,6*2*15*0,08 – 2*2*7) = 15 м2

Количество фильтров N можно подсчитать по формуле:

N = 0,5*√F

N = 0,5*√15 = 2

Потери напора в поддерживающих слоях гравия  hп.с. и в слое фильтрующей зернистой загрузки hф. могут быть вычислены из зависимостей:

hп.с = 0,22*Hс.г.*ω,  

        hф = (a+ b*ω)*Hф.,       где

Hс.г – высота слоя гравия, м;

Hф – высота фильтрующего слоя, м;

a и  b – параметры соответственно равные: 0,76 и 0,01

hп.с = 0,22*0,15*15 = 0,5 м вод.ст.

hф = (0,76 + 0,017*15)*1,2 = 1,2 м вод.ст.

Потерю напора в дренажной системе с колпачками hк. рассчитываем по формуле:

hк = 5*(υ2щ / 2g),         где

υщ. – скорость движения воды в щелях колпачков, м/с.

hк = 5*(1,52/(2*9,8)) = 0,57 м вод.ст.

Расстояние от кромок желобов до уровня фильтрующей загрузки ∆hж. рассчитываем по формуле:

∆hж. = H*e/100 + 0,3,       где

H – высота фильтрующего слоя, м;

e – относительное расширение его при промывке, %.

∆hж = ((1,2*30%)/100) + 0,3 = 0,7 м

Расход воды через один желоб при промывке qж определяем по формуле:

 qж = (ω*a*b)/1000,         где

a – расстояние между осями желобов, м;

b – длина желоба, м .

qж = (15*0,76*0,017)/1000 = 0,00019 м3/с

Количество воды, расходуемой на промывку фильтров Pф вычисляем по формуле:

Pф =(( W*N)/(q*T))*100 =(( ω*t1*F)/(q*T))*10-3*60*100%,          где

W – расход воды на одну промывку, м3;

q – расчетный расход воды, м3/ч;

T – продолжительность работы фильтров между промывками, ч.

Pф = ((15*5*15/(70*5,5))*10-3*60*100% = 17,5%

Зависимость площади отстаивания от номинального диаметра фильтра

ŋ