Нефтехимическая промышленность

Содержание.

Введение.

Глава 1. Теоретические аспекты производства.

Глава 2. Технологические  аспекты производства.

Глава 3. Экономические аспекты производства.

Глава 4. Экологические аспекты производства.

Заключение.

Список использованной литературы.

Введение.

Суть нефтехимической промышленности такова, что спрос на продукцию этой отрасли растет с каждым днем. Соответственно, для сохранения своего места на рынке предприятиям необходимо все время увеличивать обороты. Для этого предпринимателям нужно развиваться, усовершенствовать применяемое оборудование – идти по пути прогресса.

Необходимо внедрять новые аппараты, которые позволять увеличить  как производительность предприятия, так и его эффективность в целом. Также, не нужно бояться использовать новые процессы на производствах, опираясь на старое и проверенное. 21 век с разносторонним развитием науки и техническим прогрессом, как следствие, позволяют сделать это с минимальным риском разорения или больших издержек предприятия.

Таким образом, целью данной работы является изучение технического, экономического и экологического аспектов нефтехимических производств.

Глава 1. Теоретические аспекты производства.

Нефтехимическая промышленность – это довольно прогрессивная, развивающаяся отрасль, которая является частью химического комплекса.

Классификация продуктов  нефтехимических производств.В зависимости от сырьевой базы:

• Углеводородное сырье

• Базовые полупродукты

• Нефтехимикаты

• Конечные нефтехимические продукты

Нефть является сырьем для нефтехимической промышленности в производстве спиртов, полипропилена, широкой гаммы различных пластмасс и готовых изделий из них, источник для выработки моторных топлив, масел и смазок, строительных материалов (асфальт); сырье для получения белковых препаратов (добавки для роста скота).

      Размещение отраслей нефтехимической промышленности находится под влиянием факторов:

• Сырьевой

• Энергетический

• Водный

• Потребительский

• Трудовой

• Экологический

• Инфраструктурный

Роль каждого из представленных факторов, она зависит от специфики производств. Но важно рассматривать влияние этих факторов в комплексе. 
      Нефтехимическая промышленность в целом – весьма высокосырьеёмкая отрасль с высокими удельными расходами тепловой, электрической энергии и топлива прямого использования. Например, для производства 1 т хим. волокна нужно 15 – 20 тыс. кВт/ч электроэнергии, 10 т топлива для выработки тепла (пара). Следовательно, энергоёмкие производства чаще расположены близко к дешевым источникам энергии. Расход воды в нефтехимических производствах очень велик. К примеру, для производства 1 т волокна, расходуется 5 тыс. куб. м воды.

Особенности современной  нефтехимической промышленности мира.

Глобализация:

• проявляется во все более широком распространении нефтехимических производств по территории Земного шара;

• современные технологи нефтехимического синтеза, разработанные и внедренные передовыми фирмами, стали доступны любой стране

Консолидация:

• проявляется в форме покупки действующих предприятий, объединении фирм, партнерстве, образовании различного рода альянсов при реализации крупных инвестиционных проектов;

• углубление вертикальной интеграции в деятельности нефтегазовых компаний, развивающих и укрепляющих сове «нефтехимическое крыло»

Техническая зрелость:

• проявляется в достижении высоких выходов целевой продукции при переработке единицы углеводородного сырья;

• проявляется в постоянном улучшении качественных характеристик и расширение спектра функциональных свойств нефтехимической продукции;

• нефтехимические производства во многих странах мира можно отнести к технически зрелыми.

• Цикличность:

• нефтехимическая отрасль подвержена влиянию экономических циклов, взаимосвязана с фазами роста или спада экономики, периодически повторяющимися политическими и финансовыми кризисами.

• Цены на нефть и газ являются одним из важнейших факторов, определяющих уровень издержек в производстве нефтехимикатов и прибылей нефтехимических компаний

Особенно актуальными  являются следующие направления  НТР в нефтехимической отрасли:

• создание новых материалов с заранее заданными свойствами;

• биотехнология;

• развитие химии С1;

• активизация технологий по переработке алканов;

• разработка катализаторов и каталитических систем.

Проблема охраны окружающей среды:

• приобретает в настоящее время решающее значение в мировой нефтехимической промышленности;

• минимум 5-10 % капиталовложений при строительстве нефтехимических установок приходится на объекты охраны окружающей среды.

Нефтехимия в России. Современное состояние:

• В химической и нефтехимической промышленности России сосредоточено 4,7% основных производственных фондов промышленного потенциала страны.

• Производственная база характеризуется высоким уровнем износа оборудования (степень износа 57,8 %, на отдельных производствах 80%).

• Производственная база загружена на 55%

• 50 % произведенной продукции экспортируется в виде полуфабрикатов.

Причины отсталости отрасли:

• Разрушение интеграции нефтепереработки и нефтехимии.

• Большие затраты сырья, энергоресурсов.

• Низкая производительность труда.

• Устаревшие технологии.

• Изношенность оборудования

Глава 4. Экологические  аспекты производства.

Техногенные аварии на производстве не всегда протекают с загрязнением окружающей среды. Самые опасные из них – аварии, взрывы, пожары.

Однако, химические производства на сегодняшний день представляют собой наибольшую опасность для природной среды людей. Аварийность таких производств весьма высока.

К химически  опасным объектам относятся не только предприятия химической, нефтехимической, металлургической и других отраслей промышленности, где токсические  химические вещества содержатся в сырье, вспомогательных материалах, технологических  смесях, продуктах и отходах. Значительные массы сильнодействующих токсических  веществ сосредоточены на объектах пищевой, мясомолочной промышленности, в жилищно-коммунальном хозяйстве  и т.д. В России и государствах СНГ в настоящее время продолжают эксплуатироваться более 1000 крупных  химических объектов с большим количеством  ядовитых и взрывоопасных веществ. В конце ХХ века предприятия химической промышленности занимали третье место  в списке наиболее аварийно опасных  производственных объектов. Таким образом, химическая промышленность становится одной из наиболее вероятных источников промышленной техногенной опасности. Поэтому задача предотвращения аварий на опасных химических и нефтехимических производствах, анализ и оценка риска и управление безопасностью химических производств является важнейшей.

1. Определение химически опасных объектов. Категории степени опасности химически опасных объектов.

Химически опасный объект (ХОО) — это объект, на котором хранят, перерабатывают, используют или транспортируют опасные химические вещества, при аварии на котором или при разрушении которого может произойти гибель или химическое заражение людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также химическое заражение окружающей природной среды.

К ХОО относятся предприятия химической, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других родственных им отраслей промышленности; предприятия, имеющие промышленные холодильные установки, в которых в качестве хладагента используется аммиак; водопроводные и очистные сооружения, на которых применяется хлор и другие предприятия. Отнесение таких предприятий к опасным производственным объектам производится в соответствии с критериями их токсичности, установленными федеральным законом от 21 июля 1997г. №116-ФЗ“О промышленной безопасности опасных производственных объектов”. Существуют четыре категории степени опасности ХОО: I — когда в зону возможного химического заражения попадает более 75 тыс. человек, II — от 40 до 75 тыс. человек, III — менее 40 тыс. человек, IV — зона возможного химического заражения, не выходящая за пределы территории объекта или его санитарно-защитной зоны. В настоящее время на территории страны функционирует более 3 600 химически опасных объектов, 148 городов расположены в зонах повышенной химической опасности. Суммарная площадь, на которой может возникнуть очаг химического заражения, составляет 300 тыс. км2 с населением около 54 млн. человек. В этих условиях знание поражающих свойств АХОВ, заблаговременное прогнозирование и оценка последствий возможных аварий с их выбросом, умение правильно действовать в таких условиях и ликвидировать последствия аварийных выбросов — одно из необходимых условий обеспечения безопасности населения.

3. Аварийно  химически опасные вещества.

Для нужд аварийно-спасательного дела используется понятие “аварийно химически  опасное вещество”, которое представляет собой опасное химическое вещество, применяемое в промышленности и  сельском хозяйстве, при аварийном  выбросе (разливе) которого может произойти  заражение окружающей среды в  поражающих живой организм концентрациях (токсодозах). Важнейшим свойством АХОВ является токсичность, под которой понимается их ядовитость, характеризуемая смертельной, поражающей и пороговой концентрациями. Для более точной характеристики АХОВ используют понятие “токсодоза”, которая характеризует количество токсичного вещества, поглощенного организмом за определенный интервал времени.

По степени воздействия на организм человека АХОВ подразделяются на 4 класса опасности: 1 — чрезвычайно опасные; 2 — высокоопасные; 3 — умеренно опасные; 4 — малоопасные.

По своим  поражающим свойствам АХОВ неоднородны. В качестве их основного классификационного признака наиболее часто используется признак преимущественного синдрома, складывающегося при острой интоксикации человека.

Исходя их этого по характеру воздействия на организм человека все АХОВ условно делятся на следующие группы:

• вещества с преимущественно удушающим действием (хлор, фосген и др.);
• вещества преимущественно общеядовитого действия (окись углерода и др.);
• вещества, обладающие удушающим и общеядовитым действием (азотная кислота и окислы азота, сернистый ангидрид, фтористый водород и др.);
• вещества, обладающие удушающим и нейротропным действием (аммиак и др.);
• метаболические яды (окись этилена и др.);
• вещества, нарушающие обмен веществ (диоксины и др.).

АХОВ  находятся в больших количествах  на предприятиях, их производящих или  потребляющих. На химически опасных  предприятиях они являются исходным сырьем, промежуточными, побочными  и конечными продуктами, а также  растворителями и средствами обработки. Запасы этих веществ размещаются  в хранилищах (до 70–80%), технологической  аппаратуре, транспортных средствах (трубопроводы, цистерны и т. п.). Наиболее распространенными  АХОВ являются сжиженные хлор и аммиак. На отдельных ХОО содержатся десятки тысяч тонн сжиженного аммиака и тысячи тонн сжиженного хлора. Кроме того, сотни тысяч тонн АХОВ транспортируются круглосуточно железнодорожным и трубопроводным транспортом.

3. Химические аварии.

3.1. Определение, основные признаки.

Опасность на химически опасных объектах реализуется  в виде химических аварий. Химической аварией называется авария на химически  опасном объекте, сопровождающаяся проливом или выбросом опасных химических веществ, способная привести к гибели или химическому заражению людей, продовольствия, пищевого сырья и  кормов, сельскохозяйственных животных и растений или к химическому  заражению окружающей природной  среды. При химических авариях АХОВ распространяются в виде газов, паров, аэрозолей и жидкостей.

Химические  аварии, обусловленные выбросом (выливом) АХОВ, обычно подразделяются на три типа:

• аварии с образованием только первичного облака АХОВ;

• аварии с проливом АХОВ и образованием его  первичного и вторичного облака;

• аварии с заражением окружающей среды (грунта, водоисточников, технологического оборудования и т.п.) высококипящими жидкостями и  твердыми веществами без образования  первичного и вторичного облака.

Большинство АХОВ при аварийных ситуациях  сравнительно легко переходят из одного агрегатного состояния в  другое, чаще всего из жидкого в  парообразное (газообразное), из твердого в аэрозольное и наносят массовые поражения людям, животным и растениям.

Значительная  часть АХОВ также является легковоспламеняющимися и взрывоопасными веществами, что  часто приводит к возникновению  пожаров и взрывов в случае разрушения емкостей, а также образованию  в результате горения новых токсических  соединений.

По способности  к горению все АХОВ делятся  на группы:

- негорючие (фосген, диоксин и др.). Вещества данной группы не горят в условиях нагревания до 900 °С и концентрации кислорода до 21 %;

- негорючие пожароопасные  вещества (хлор, азотная кислота,  фтористый водород, окись углерода, сернистый ангидрид, хлорпикрин  и др. термически нестойкие вещества, ряд сжиженных и сжатых газов), которые не горят в условиях  нагревания до 900 °С и концентрации кислорода до 21%, но являются окислителями или разлагаются с выделением горючих паров;

- трудногорючие  вещества (сжиженный аммиак, цианистый  водород и др.), способные возгораться  только при действии источника  огня;

- горючие вещества (акрилонитрил, амил, газообразный аммиак, гептил, гидразин, дихлорэтан, сероуглерод,  тетраэтилсвинец, окислы азота  и т.д.), способные к самовозгоранию  и горению даже после удаления  источника огня.

Несмотря  на предпринимаемые меры по обеспечению  промышленной безопасности, полностью  исключить вероятность возникновения  аварии практически невозможно. В  результате химической аварии с выбросом АХОВ происходит химическое заражение  — распространение опасных химических веществ в окружающей природной  среде в концентрациях или  количествах, создающих угрозу для  людей, сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного  времени.

Возможный выход облака зараженного воздуха  за пределы территории химически  опасного объекта обусловливает  химическую опасность административно-территориальной  единицы, где такой объект расположен. В результате аварии на химически  опасном объекте возникает зона химического заражения.

Основными источниками  опасности в случае аварий на химически  опасных объектах являются:

• залповые выбросы АХОВ в атмосферу с последующим заражением воздуха, местности и водоисточников;
• сброс АХОВ в водоемы;
• «химический» пожар с поступлением АХОВ и продуктов их горения в окружающую среду;
• взрывы АХОВ, сырья для их получения или исходных продуктов;
• образование зон задымления с последующим осаждением АХОВ, в виде «пятен» по следу распространения облака зараженного воздуха, возгонкой и миграцией.

Каждый из указанных  выше источников опасности могут  проявляться отдельно, последовательно  или в сочетании с другими  источниками, а также многократно  повторен в различных комбинациях. Все зависит от физико-химических характеристик АХОВ, условий аварии, метеоусловий и особенностей местности.

Таким образом, в  случае возникновения аварий на химически  опасных объектах с выбросом АХОВ очаг химического поражения будет  иметь следующие особенности:

1. Образование  облаков паров АХОВ и их  распространение в окружающей  среде являются сложными процессами, которые определяются диаграммами  фазового состояния АХОВ, их основными  физико-химическими характеристиками, условиями хранения, метеоусловиями, рельефом местности и т.д., поэтому  прогнозирование масштабов химического  заражения (загрязнения) весьма  затруднено

2. В разгар  аварии на объекте действуют,  как правило, несколько поражающих  факторов: химическое заражение  местности, воздуха, водоемов; высокая  или низкая температура; ударная  волна, а вне объекта - химическое  заражение окружающей среды.

3. Наиболее опасный  поражающий фактор - воздействие  паров АХОВ через органы дыхания.  Он действует как на месте  аварии, так и на больших расстояниях  от источника выброса и распространяется  со скоростью ветрового переноса  АХОВ.

4. Опасные концентрации  АХОВ в атмосфере могут существовать  от нескольких часов до нескольких  суток, а заражение местности  и воды - еще более длительное  время.

5. Летальный исход  зависит от свойств АХОВ, токсической  дозы и может наступать как  мгновенно, так и через некоторое  время (несколько дней) после отравления.

По масштабам  последствий химические аварии классифицируются следующим образом:

• локальные - последствия которых ограничиваются одним цехом (агрегатом, сооружением) химически опасного объекта;

• местные - последствия которых ограничиваются производственной площадкой химически опасного объекта или его санитарно-защитной зоной;

• общие - последствия которых распространяются за пределы санитарно-защитной зоны химически опасного объекта.

3.2. Понятие «зона химического поражение».

Зона химического заражения — территория и акватория, в пределах которой распространены или куда привнесены опасные химические вещества в концентрациях или количествах, создающих опасность для жизни и здоровья людей, для сельскохозяйственных животных и растений в течение определенного времени.

В зоне химического  заражения могут быть выделены составляющие ее зоны — зона смертельных токсодоз (зона чрезвычайно опасного заражения), зона поражающих токсодоз (зона опасного заражения) и зона дискомфорта (пороговая зона, зона заражения).

На внешней  границе зоны смертельных токсодоз 50% людей получают смертельную токсодозу. На внешней границе поражающих токсодоз 50% людей получают поражающую токсодозу. На внешней границе дискомфортной зоны люди испытывают дискомфорт, начинается обострение хронических заболеваний или появляются первые признаки интоксикации.

В очаге  химического заражения происходят массовые поражения людей, сельскохозяйственных животных и растений.

При авариях  на химически опасных объектах может  действовать комплекс поражающих факторов: непосредственно на объекте аварии — токсическое воздействие АХОВ, ударная волна при наличии  взрыва, тепловое воздействие и воздействие  продуктами сгорания при пожаре; вне  объекта аварии — в районах  распространения зараженного воздуха  только токсическое воздействие как результат химического заражения окружающей среды. Основным поражающим фактором является токсическое воздействие АХОВ.

4. Экологические последствия аварий  на химических и нефтехимических  производствах.

Последствия аварий на ХОО представляют собой  совокупность результатов воздействия  химического заражения на объекты, население и окружающую среду. В  результате аварии складывается аварийная  химическая обстановка, возникает чрезвычайная ситуация техногенного характера.

Люди  и животные получают поражения в  результате попадания АХОВ в организм: через органы дыхания — ингаляционно; кожные покровы, слизистые оболочки и раны — резорбтивно; желудочно-кишеч-ный тракт — перорально.

Степень и характер нарушения жизнедеятельности организма (поражения) зависят от особенностей токсического действия АХОВ, их физико-химических характеристик и агрегатного состояния, концентрации паров или аэрозолей в воздухе, продолжительности их воздействия, путей их проникновения в организм.

Механизм токсического действия АХОВ заключается в следующем. Внутри человеческого организма, а также между ним и внешней средой происходит интенсивный обмен веществ. Наиболее важная роль в этом обмене принадлежит ферментам (катализаторам), присутствующим во всех живых клетках и осуществляющим превращения веществ в организме, направляя и регулируя тем самым его обмен веществ. Многочисленные биохимические реакции в клетках осуществляет огромное число различных ферментов. Токсичность тех или иных АХОВ заключается в химическом взаимодействии между ними и ферментами, которое приводит к торможению или прекращению жизненных функций организма. Полное подавление тех или иных ферментных систем вызывает общее поражение организма, а в некоторых случаях его гибель.

Чаще  всего нарушения в организме  проявляются в виде острых и хронических  отравлений, происходящих в результате ингаляционного поступления АХОВ в  организм человека. Этому способствуют большая поверхность легочной ткани, быстрота проникновения АХОВ в кровь, повышенная легочная вентиляция и усиление кровотока в легких при работе, особенно физической.

Экологические последствия аварий и катастроф на объектах с химической технологией определяются процессами распространения вредных химических веществ в окружающей среде, их миграцией в различных средообразующих компонентах и теми изменениями, которые являются результатом химических превращений. Эти превращения в свою очередь вызывают изменения условий и характера тех или иных природных процессов, нарушения в экосистемах.

Крупные аварии и катастрофы на химических объектах очень опасны и тяжелы по своим экологическим последствиям. В этих случаях происходит заражение отравляющими веществами всего приземного слоя атмосферы, водных источников, почв и т. д. При высоких концентрациях отравляющих веществ наблюдается массовое поражение людей и животных.

Состав  воздушных выбросов химических предприятий  чрезвычайно разнообразен. Нефтехимические  производства загрязняют атмосферу  сероводородом и углеводородами; производство синтетического каучука  – стиролом, дивинилом, толуолом, ацетоном; производство щелочей – хлористым водородом и т.д. В больших количествах выбрасываются и такие вещества, как оксиды углерода и азота, аммиак, неорганическая пыль, фторсодержащие вещества и многие другие.

К приоритетным загрязнителям, специфическим для  предприятий химической промышленности, относятся: бензол, ксилол, толуол, меркаптан, 1, 3 бутадиен, акролеин, анилин, ацетальдегид, ацетон, бензин, бутилацетат, дихлорэтан, кислота серная, кислота соляная, нафталин, этилацетат.

Одна  из наиболее проблематичных сторон воздействия  химических производств заключается  в распространении в природе  ранее не существовавших соединений. Среди них особо вредными считаются  синтетические поверхностно-активные вещества – СПАВ. Они попадают в  окружающую среду при производстве и использовании в быту различных  моющих средств. Поступая с промышленными  и бытовыми стоками в водоемы, СПАВ плохо задерживаются очистными сооружениями, способствуют появлению в воде обильной пены, придают ей ядовитые свойства и запах, вызывают гибель и перерождение водных организмов и, что очень существенно, усиливают токсическое действие других загрязнителей.

Одной из наиболее трагичных экологических  катастроф была авария, произошедшая на химически опасном объекте  в Бхопале (Индия). Здесь 3 декабря 1984 г. на фабрике по производству пестицидов, принадлежащей американской компании «Юнион Карбайд», произошла утечка из стальных цистерн весьма ядовитой смеси фосгена и метилизоцианата в количестве более 30 т. В результате аварии погибли 3 тыс. человек, около 20 тыс. ослепли и у 200 тыс. человек отмечались серьезные поражения головного мозга, параличи и т. д. У потомства, появившегося на свет после катастрофы, наблюдались множественные случаи уродства. Катастрофа произошла из-за грубого нарушения техники безопасности, ее усугубила необученность персонала действиям в аварийных ситуациях.

Широкую известность получила экологическая  катастрофа на химическом производстве в г. Севезо (Италия). 10 июля 1976 г. из-за допущеной персоналом ошибки произошла  утечка около 2,5 кг сверхтоксичного  вещества диоксина (тетрахлор-дибензодиоксина), обладающего канцерогенным, тератогенным (патологическое действие на новорожденных) и мутагенным действием. После описанной  катастрофы диоксин нередко стали  называть также и Севезо-Д. В результате аварии у нескольких сотен людей  развилось тяжелое кожное заболевание - хлоракне, десятки тысяч отравившихся животных были забиты. По оценкам специалистов-экологов, действие диоксина будет проявляться  еще в течение двух-трех десятилетий, поскольку это вещество способно длительно сохранять свою токсичность.