5.1. Екологічна характеристика нафтопереробних і нафтохімічних виробництв
5.1.3. Переробка відходів нафтопереробки і нафтохімії
До числа твердих відходів на підприємствах нафтопереробної промисловості відносяться різні хімічні продукти, адсорбенти, які не підлягають регенерації, зола і тверді продукти, що виходять при термічній обробці стічних вод, різні опади, смоли і вловлені пилу при очищенні викидів і ін. Найпростіша утилізація цих відходів, якщо це допустимо, - знищення спалюванням в печах різних типів. Утворену золу і шлак іноді можна використовувати в якості наповнювача у виробництві будматеріалів, рідше в якості добрива, ще рідше як сировину для виділення певних компонентів. При неможливості використання золу і шлак направляють на зберігання в відвали, туди ж потрапляють негорючі невикористовувані тверді відходи виробництва.
Обсяги кислих гудронів досить значні. Їх вихід в масштабах СРСР оцінювався приблизно в 300 тис. Т / рік. Ступінь використання цих відходів не перевищує 25%, що призводить до зосередження досить значних їх мас в заводських ставках-накопичувачах (коморах).
Більш перспективною є переробка кислих гудронів з метою отримання діоксиду сірки, високосірчистих коксов, бітумів і деяких інших продуктів. Так, при переробці кислих гудронів в діоксид сірки з метою отримання сірчаної кислоти до них зазвичай додають рідкі виробничі відходи - розчини відпрацьованої сірчаної кислоти, вихід яких в СРСР становив понад 350 тис. Т / рік. Одержану суміш легше транспортувати і розпорошувати форсунками. Термічне розщеплення суміші кислих гудронів та відпрацьованої сірчаної кислоти проводять в печах спалювання при 800 1200 0 С. У цих умовах відбувається утворення діоксиду сірки і повне спалювання органічних речовин. За кордоном за цим принципом функціонує ряд установок продуктивністю 700 - 850 т / добу 98-99% -ної сірчаної кислоти або олеума. Працюють такі установки і в нашій країні.
Здатність кислих гудронів легко розкладатися при температурі 160 - 350 0 С c утворенням діоксиду сірки та високосірчаного коксу широко використовують в промисловості для отримання цих продуктів. Принципово переробка кислих гудронів з цього напрямку може здійснюватися як з отриманням високосірчаного коксу і багатого по SО2 газу (для підприємств, що мають необхідні потужності з переробки останнього), так і з отриманням переважно високосірчаного коксу.
Найбільшого поширення в промисловості знайшли установки низькотемпературного розкладання кислих гудронів на коксовому теплоносії. Поряд з кислими гудронами на таких установках можна розкладати і розчини відпрацьованої сірчаної кислоти за умови їх попереднього змішування з багатими за змістом органічних речовин кислими гудронами або нафтовими залишками.
Високосірчистий нафтовий кокс може бути використаний в ряді пірометалургійних процесів кольорової металургії в якості сульфидирующих (замість спеціально видобутих сірковмісних речовин - піриту, гіпсу і т. П.) І відновного агента, в деяких виробництвах хімічної промисловості (для отримання Na2 S, СS2) і в інших цілях. Промислова реалізація процесів отримання високосірчистих нафтових коксів на базі кислих гудронів починається і в нашій країні. Проводяться дослідження по сепарації кислих гудронів (екстракцією, адсорбцією) з метою роздільного використання кислотної і органічної частин цих багатотоннажних відходів.
Труднощі, пов'язані з утилізацією кислих гудронів, привели до реалізації в нафтопереробній промисловості окремих елементів і принципів безвідходної технології. Широко впроваджуються, зокрема, більш прогресивні способи очищення нафтопродуктів - екстракція (очищення селективними розчинниками), гідрообессеріванія, адсорбція.
Тверді домішки, присутні в переробляються і допоміжних матеріалах на заводах нафтопереробної і нафтохімічної промисловості, і ряд інших речовин призводять до утворення такого поширеного виду відходів, як нафтові шлами. Вихід їх становить близько 7 кг на 1 т нафти, що переробляється, що призводить до скупчення великих мас цих відходів в земляних коморах нафтопереробних заводів. Такі шлами представляють собою важкі нафтові залишки, що містять в середовищ ньому 10-56% нафтопродуктів, 30-85% води і 1,3-46% твердих домішок. При зберіганні в шламонакопичувачах (коморах) такі відходи розшаровуються з утворенням верхнього шару, в основному складається з водної емульсії нафтопродуктів, середнього шару, що включає забруднену нафтопродуктами і зваженими частинками воду, і нижнього шару, близько 3/4 якого припадає на вологу тверду фазу, просочену нафтопродуктами.
Використання нафтових шламів можливо по декількох напрямках. Зокрема, при зневодненні і сушінні цих відходів можливий їх повернення у виробництво з метою подальшої переробки за існуючими схемами в цільові продукти. Можливо також використання їх як палива, проте це пов'язано з великими матеріальними витратами.
У разі використання нафтових шламів для отримання горючого газу вода, рівномірно розподілена в нафтопродуктах і тісно з ними пов'язана, служить активної хімічної середовищем: при термічній переробці шламів вона взаємодіє з паливом більш ефективно, ніж пар, який використовується в подібних процесах. Крім того, у присутності води значно знижується сажеобразование. Промислова реалізація процесу газифікації також вимагає великих капітальних витрат, що стримує його широке застосування.
До нафтовим шламів можна додавати негашене вапно (5-50%) і після висушування одержуваної маси протягом 2-20 діб. в природних умовах використовувати її як наповнювач і для підсипки при нівелювання поверхні в будівництві, оскільки вищелачіваемость такого матеріалу незначна.
Найпоширенішим способом утилізації та знешкодження нафтових шламів є їх спалювання в печах різної конструкції (камерних, киплячого шару, барабанних і ін.). Для спалювання таких відходів, що містять не більше 20% твердих домішок, широко використовуються печі киплячого шару. При спалюванні нафтових шламів, що містять до 70% твердих домішок, великого поширення набули обертові печі барабанного типу, що дозволяють спалювати відходи різного гранулометричного складу.
Необхідність постійного розширення асортименту, якості і виходу нафтопродуктів привела до того, що вже сьогодні 70-75% всіх хімічних продуктів отримують із застосуванням каталізаторів. Все це неминуче викликає збільшення обсягу відпрацьованих каталізаторів, що містять, як правило, кольорові і рідкісні метали.
Широке впровадження різних способів вилучення платинових металів стримується, в основному, низьким виходом металів і складністю апаратурного оформлення процесу. Існують три основні групи таких способів: розчинення тільки носія, переклад в розчин і металу і носія і галогенирование з отриманням летючих з'єднань металу. Разом з тим, в останні роки розробляються і електролітичні способи виділення благородних металів з відпрацьованих каталізаторів.