Министерство  образования и науки Российской  Федерации

ГОУ ВПО  Кубанский государственный технологический  университет 

       Кафедра технологии нефти и экологии

         Институт нефти, газа, энергетики  и безопасности 
 

       КУРСОВАЯ  РАБОТА 

       по  дисциплине  Промышленная экология

       на  тему  НПЗ « Краснодарэконефть» - источник образования нефтешламов

       Выполнила  студентка группы 07 –Х-ИЗ1

       Ковалева  Татьяна Юрьевна 

       Допущен к защите 

       Руководитель  работы (нормоконтролер)  Литвинова Т. А. 
 

       Защищена ________________                         Оценка ________________

       Члены комиссии                                                              Литвинова Т. А.

                                                                                                 Косулина Т. П. 
 
 

       2010 г.

       ГОУ ВПО Кубанский государственный  технологический университет

       Кафедра технологии нефти и экологии

       Институт  нефти газа энергетики и безопасности

       УТВЕРЖДАЮ:

       Зав. кафедрой проф.,

                                                                        Ю. П. Ясьян 

       ЗАДАНИЕ

       на  курсовую работу

       Студенту: __Ковалевой Т. Ю.________группы 07-х-из1 курса _4__

       факультета____ИНГЭБ______специальности 280202

       Тема  работы: НПЗ « Краснодарэконефть» - источник образования             нефтешламов

       Содержание задания: _расчет выбросов от шламонакопителя и класса опасности нефтешлама

       Объем работы: а) текстовая часть  30-35 стр.

       б) графическая часть  3 листа формата А1

Рекомендуемая литература:  1) Экология нефтегазового комплекса.  Под общ. ред. А. И. Владимирова и В.В. Ремизова.-  М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа  им. И.М. Губкина,2003-416с.;              2) Методическое пособие по применению «Критериев отнесения опасных отходов к классам опасности для окружающей природной среды» Сост.: З.А. Васильченко, В.И. Ковалева, А.В. Ляшенко. – М., 2003.

       Срок  выполнения проекта:    с «16»  сентября_по «13» декабря 2010 г.

       Срок  защиты:                          с «20»  декабря   по  «26»  декабря 2010 г.

       Дата  выдачи задания:                                               «16» сентября 2010 г.

       Дата  сдачи проекта на кафедру:                               «10» декабря 2010 г.

       Руководитель  работы _Литвинова Т. А.

       Задание приняла студентка    Ковалева Т. Ю. 

        РЕФЕРАТ 

       Курсовая работа содержит 100 стр., 12 рис., 24 табл., 30 источников, графическая часть – 3 листа формата А1.

       НПЗ, ОПАСНЫЕ ОТХОДЫ, ИСТОЧНИКИ ОБРАЗОВАНИЯ НШ, СПОСОБЫ  УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕШЛАМА, ШЛАМОНАКОПИТЕЛЬ.

       В данной курсовой работе был рассмотрен ЗАО                                   «Краснодарэконефть» как источник образования нефтяных шламов в результате переработки нефти, при очистке сточных вод и разливов в результате сливно – наливных операций. 

       Рассмотрен  шламонакопитель, являющийся неорганизованным источником  выбросов различных углеводородов в атмосферу. Приведены расчеты, связанные с валовыми выбросами в атмосферу таких загрязняющих веществ как предельные, непредельные и ароматические углеводороды, сероводород и фенол.   

       Расчетным методом  определен класс опасности нефтяного  шлама. Рассмотрены методы утилизации нефтешламов. Предложены рекомендации по  снижению негативного воздействия на окружающую среду. 
 
 
 
 
 

Содержание

Иллюстративная  часть КР

КТНЭ.280202.001.005.КР.СП. Ситуационный план района размещения предприятия на одном листе формата А1.

КТНЭ.280202.002.005.КР.ГП. Генеральный план предприятия на одном листе формата А1.

КТНЭ.280202.003.005.КР.БС. Блок схема образования нефтешламов  на территории предприятия на одном листе формата А1.

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 

          В настоящей курсовой работе использованы ссылки на следующие нормативные документы:

         Приказ Министерства Природных Ресурсов Российской Федерации № 511 от 15 июня 2001 г. «Об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды».

       СанПиН 2.1.7.1322-03 "Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления"

         ГН 2.1.6.1338-03 Предельно допустимые  концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест

         ГН 2.1.6.1765-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Дополнение № 1 к ГН 2.1.6.1338-03

         ГН 2.1.6.1983-05 Предельно допустимые  концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Дополнение № 2 к ГН 2.1.6.1338-03

         ГН 2.1.6.1985-06 Предельно допустимые  концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Дополнение № 3 к ГН 2.1.6.1338-03

         ГН 2.1.6.2326-08 Предельно допустимые  концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Дополнение № 4 к ГН 2.1.6.1338-03

         ГН 2.1.6.2309-07 Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест

         ГН 2.1.6.2328-08  Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Дополнение № 1 к ГН 2.1.6.2309-07

         ГН 2.1.6.2414-08 Ориентировочные безопасные  уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих  веществ в атмосферном воздухе  населенных мест. Дополнение № 2 к ГН 2.1.6.2309-07.

         ГН 2.1.6.2451-09 Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Дополнение № 3 к ГН 2.1.6.2309-0713.

         ГН 2.1.6.2505-09 Ориентировочные безопасные  уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Дополнения и изменения № 4 к ГН 2.1.6.2309-07

         ГН 2.2.5.1313-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны

         ГН 2.2.5.1827-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Дополнение № 1 к ГН 2.2.5.1313-03

         ГН 2.2.5.2100-06 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны. Дополнение № 2 к ГН 2.2.5.1313-03

         ГН 2.2.5.2308-07 Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воздухе рабочей зоны

         ГН 2.1.5.1315-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

         ГН 2.1.5.2307-07 Ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования

         ГН 2.1.5.2312-08 Ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Дополнение № 1 к ГН 2.1.5.2307-07.

         ГН 2.1.7.2041-06 Предельно допустимые  концентрации (ПДК) химических веществ в почве

         ГН 2.1.7.2042-06 Ориентировочно допустимые  концентрации (ОДК) химических веществ  в почве

       СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200 – 03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов»

       Методическое  пособие по применению «Критериев отнесения  опасных отходов к классам  опасности для окружающей природной  среды» / Сост.: З.А. Васильченко, В.И. Ковалева, А.В. Ляшенко. – М., 2003. 

       ВВЕДЕНИЕ

      Нефтяная  промышленность по уровню отрицательного воздействия на окружающую среду занимает одно из первых мест.

      Важность проблемы определяется не только значительным                    количеством, но и негативным воздействием нефтеотходов практически на все компоненты окружающей среды. В результате их воздействия происходят существенное изменение природного состояния геоэкологической среды, снижение естественной защищенности подземных вод, активизация геохимических и геомеханических процессов, смена естественного микробиоценоза.

      Нефтяной  шлам представляет собой один из наиболее токсичных и трудно утилизируемых  отходов нефтегазовой промышленности.

      Большинство заводских пастообразных нефтесодержащих шламов,  замазученные грунты, смолопарафиновые отложения от стенок емкостей          накапливаются в шламонакопителях, что представляет угрозу для окружающей среды.

     В атмосферу от шламонакопителя происходит выброс различных загрязняющих веществ: предельные, непредельные и ароматические УВ, сероводород, фенол, которые способствуют образованию фотохимического смога.

     Трудность переработки нефтяного шлама  заключается в большом разнообразии его составов, физических и химических свойств, а так же специфики производства. Существующие в настоящее время способы утилизации нефтеотходов являются либо дорогостоящими или не слишком эффективными, либо, как правило, сопровождаются безвозвратной потерей сырья.

     Поэтому рассмотренная в данной курсовой работе тема «НПЗ « Краснодарэконефть»» как источник образования нефтешламов является актуальной. 
 
 
 

      1 Литературный обзор

      1.1 Нефтяные шламы – источник загрязнения биосферы

      1.1.1 Источники образования

     Нефтесодержащие отходы и нефтепродукты являются одними из основных загрязнителей окружающей среды. Они образуются при транспортировке сырой нефти и продуктов се переработки, эксплуатации различных машин и механизмов, в первую очередь автотранспорта, авариях транспорта, очистке транспортных емкостей и в других случаях.

      Основные  потребители нефтепродуктов сосредоточены  в крупных промышленных центрах. Это предприятия транспорта и различных отраслей промышленности: машиностроения, химической, нефтехимической, легкой, металлургической и многих других, использующих топливо, смазочные масла, промывочные жидкости и другие продукты переработки нефти.

      Одним из источников нефтесодержащих отходов являются очистные сооружения предприятий. Большинство из них не имеет замкнутого цикла и после очистки сбрасывает загрязненную воду в общегородские канализационные системы или прямо в водоемы и реки. Во многих случаях содержание нефтепродуктов в сточных водах, поступающих в городскую канализацию, достигает 100 мг/л, а иногда и значительно больше (автотранспортные предприятия). В Москве, где экологический контроль за очистными сооружениями особенно жесткий, сточные воды предприятий, поступающие на станции аэрации, содержат нефтепродуктов от 3 до 13,7 мг/л.  На этих станциях в дальнейшем улавливается 80-97% нефтепродуктов. Однако имеющие место эпизодические залповые выбросы нефтепродуктов в сточные воды резко усложняют работу станций аэрации.

      Еще один источник нефтесодержащих отходов - технологическая вода после мойки автотранспортных средств. Только на мойку автомобилей расходуется свыше 500 млн. м воды, а кроме этого, значительное количество воды расходуется на мойку внутризаводских подъемно-транспортных машин, работающих с использованием топлива нефтяного происхождения.

      Со  временем происходит накопление нефтепродуктов в водоемах, реках и в почве, поскольку объем попадающих в них отходов превышает возможности природы к самоочищению от нефтесодержащих отходов биохимическими методами [1, стр. 20-23 ].

      1.1.2 Классификация и виды нефтешламов

     Нефтяные  шламы по составу чрезвычайно разнообразны и представляют собой сложные системы, состоящие в среднем (по массе, %)  из нефтепродуктов 10—56, воды 30—85  и минеральной части (песок, глина, ил и т.д.) 1,3—46, соотношение которых колеблется в очень широких пределах. Состав шламов может существенно различаться, т.к. зависит от типа и глубины перерабатываемого сырья (нефти), схем переработки, оборудования, типа коагулянта и др. Кроме того, они практически всегда содержат соли щелочных, щелочно-земельных и тяжелых металлов, существенно увеличивающих токсичность данных техногенных образований.

     Поскольку любой шлам образуется в результате взаимодействия с конкретной по своим условиям окружающей средой и в течение определенного промежутка времени, одинаковых по составу и физико-химическим  характеристикам шламов в природе не бывает. Но при всем многообразии характеристик различных нефтяных отходов (в самом общем виде) все  нефтешламы могут быть разделены на три основные группы в соответствии с условиями их образования:

     — грунтовые (образуются в результате проливов нефтепродуктов на почву в процессе производственных операций, либо при аварийных ситуациях);

     — придонные (образуются при оседании нефтеразливов на дне водоемов);

     — резервуарного типа (образуются при  хранении и перевозке нефтепродуктов в емкостях разной конструкции);

     — отдельной группой стоят нефтешламы, образующиеся в процессе добычи нефти [2,стр. 32-34].

     Ф. Берне и Ж. Кордонье была предложена следующая классификация шламов нефтепереработки [3, стр.299].

1. «плавающие» маслянистые шламы после переработки жидких отходов:

—  шламы гравитационных сепараторов;

—  флотационные шламы;

     —  излишки биологического ила, если они составляют небольшую фракцию этой категории и содержат немного масел.

2. тяжелые маслянистые шламы, часто содержащие песок:

—  со дна емкостей и резервуаров;

—  со дна водосборных колодцев и  сепараторов АНИ;

—  осадочные отложения обессоливающих установок.

3. немаслянистые шламы:

     —  образовавшиеся при декарбонизации под действием извести или при осветлении подпитывающей воды;

—  остатки алкилирования;

—  отработанные катализаторы;

—  обесцвечивающая глина;

     —  излишки активного ила в том  случае, когда его производство преобладает. 

     В шламонакопителях происходят естественные процессы — накопление атмосферных  осадков, развитие микроорганизмов, протекание окислительных и других процессов, т.е. идет самовосстановление, однако в связи с наличием большого количества солей и нефтепродуктов при общем недостатке кислорода процесс самовосстановления протекает десятки лет [2, стр. 299].

     Состав  нефтяного шлама, хранящегося в  шламонакопителях в течение нескольких лет, отличается от состава свежего. Шлам, образующийся в резервуарах для хранения нефти, по составу и свойствам также отличается от нефтяного шлама очистных сооружений. В таблице 1.1 приведен состав нефтяных шламов, образовавшихся на различных стадиях очистки сточных вод [2, стр. 299-302].

Таблица 1.1 – Состав нефтяных шламов

     При хранении нефтяного шлама в шламонакопителях и пополнении их новыми порциями шлама происходит его естественное перемешивание и отстой. Причем при поступлении очередного количества шлама в результате перемешивания нарушается условное равновесие системы, которое постепенно восстанавливается, но степень обводнения осадка возрастает и вследствие этого увеличивается его объем. В то же время в результате продолжительного хранения и протекающих при этом физико-химических процессов, характерных для коллоидных систем, происходит концентрирование осадка.

     Нефтешламы  в амбарах и ловушечные нефти  в резервуарах независимо от источников формирования с течением времени  отстаиваются и разделяются на три  слоя:

     - верхний слой — малообводненная нефть с относительно невысоким массовым содержанием механических примесей — от 0,5% (для ловушечных нефтей) до 1,5 (для амбарных);

     - средний слой — мелкодисперсная эмульсия сложного типа («прямая» и «обратная») с массовым содержанием воды до70—80% и механических примесей 1,5—15,0%. Средний слой обычно бывает небольшим по объему.

     Вода  и механические примеси в нем  могут возрастать монотонно сверху вниз, могут размещаться хаотически по объему, а могут распределяться практически однородно;

     - нижний, придонный слой — состоит на 70% из твердой фазы, пропитанной нефтепродуктами (до 5—10%) и водой (до 25%), содержание нефтепродуктов относительно постоянно, количество механических примесей растет с глубиной. При этом жидкая фаза представляет собой стойкую водонефтяную эмульсию [2, стр. 300-302].

      Также нефтесодержащие отходы можно разбить на следующие основные группы:

• отходы безреагентной обработки нефтесодержащих сточных вод   (к ним относятся осадки и жидкие отходы, задерживаемые на очистных сооружениях предприятий, шламы из шламонакопителей нефтеперерабатывающих заводов. Такие отходы содержат много воды, но легко отделяются от нее);
• отходы, образовавшиеся в результате реагентной обработки нефтесодержащих сточных вод (осадки, образующиеся при очистке сточных вод с применением химических веществ (сульфата алюминия, хлорида железа, гидроксида кальция и др.), имеющие сложные физические свойства (гелеподобность), в результате чего отделение воды от нефтепродуктов затруднено);
• смешанные отходы трудноразделяемых нефтесодержащих материалов (станочных эмульсий, синтетических ПАВ, флогоконцентратов и др., содержат мало горючих компонентов, а физико-химические свойства их таковы, что они практически не поддаются отделению от воды);
• принимаемые на регенерацию масла;
• продукты очистки нефтяных резервуаров(относятся высококонцентрированные отходы нефтепродуктов, требующие специфических методов утилизации) [4, стр. 433-437].

     1.1.3 Свойства и токсические характеристики нефтяных шламов

     Скапливание на производственных территориях жидких отходов может привести к интенсивному загрязнению почвы, воздуха и грунтовых вод. Из веществ, входящих в состав шламов, наибольшую опасность для почвогрунтов представляют минеральные соли, нефть и нефтепродукты. Загрязнение воздуха происходит в результате испарения углеводородов, находящихся в шламах, почва загрязняется за счет слива из амбаров минерализованной воды с большой концентрацией хлоридов и сульфатов, что небезопасно для верхних пресноводных горизонтов.

     Экологическая опасность шламов определяется их составом и физико-химическими свойствами. Определение индивидуальных компонентов, входящих в состав шлама, может быть выполнено только после специальной пробоподготовки — разделения шлама на фракции (твердая фаза, вода, нефтепродукты) или его растворения (органические растворители, кислотная обработка). Существуют отраслевые методики определения фазового состава шламов отстаиванием и центрифугированием; количество воды определяется по стандартной методике.

     Химические  и токсикологические свойства шламов, возможность их переработки с выделением нефтепродуктов зависят от группового состава углеводородной части.

     Нефтяные  шламы исследуют для установления их класса опасности по основным загрязнителям и показателям токсичности. Для характеристики жидких и твердых отходов используют стандартные методики (СТП 17-099), базирующиеся на анализе водных вытяжек из шламов. Широкий спектр производств НПЗ, многообразие сырья, реагентов и продуктов вызывает большое разнообразие загрязнителей в отходах. Невозможность установления всех индивидуальных компонентов отходов обуславливает использование общепринятых интегральных характеристик (показатель ХПК, сухой и прокаленный остаток водной вытяжки, фазовый состав шлама). При характеристике загрязненных почвогрунтов ароматическими, полициклическими и серосодержащими компонентами, а также солями тяжелых и поливалентных металлов используют значения предельно допустимых концентраций для индивидуальных компонентов. Углубленное исследование химического состава, структуры и свойств компонентов углеводородной части нефтешлама позволяет оценить токсические свойства шлама в целом и его компонентов, предусмотреть все стадии переработки и выделения из него отдельных фракций, их утилизации. Концентрацию металлов в шламе определяют методом атомно-абсорбционной спектроскопии (таблица 1.2) [2, стр. 303-307].

   Таблица 1.2 - Концентрация металлов в шламе

    Окончание таблицы 1.2