Утилизации отработанных горюче смазочных материалов в условиях крайнего Севера

 

 Утилизации отработанных  горюче  смазочных материалов   в   условиях крайнего Севера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Основными источниками загрязнений  нефтью и нефтепродуктами являются добывающие предприятия, системы перекачки и транспортировки, нефтяные терминалы и нефтебазы, хранилища нефтепродуктов, железнодорожный транспорт, речные и морские нефтеналивные танкеры, автозаправочные комплексы и станции. Объемы отходов нефтепродуктов и нефтезагрязнений, скопившиеся на отдельных объектах, составляют десятки и сотни тысяч кубометров. Значительное число хранилищ нефтешламов и отходов, построенных с начала 50-х годов, превратились из средства предотвращения нефтезагрязнений в постоянно действующий источник таких загрязнений.

Предотвращение загрязнения природной  среды нефтью и продуктами ее переработки  – одна из сложных и многоплановых  проблем охраны природной среды. Ни один другой загрязнитель, как бы опасен он ни был, не может сравниться с нефтью по широте распространения, числу источников загрязнения, величине нагрузок на все компоненты природной среды.

В России до 77% всех отработанных масел нелегально сбрасывается на почву и в водоемы, 40-48% – собирается, но из всех собранных отработанных масел только 14-15% идет на регенерацию, а остальные 26-33% используются как топливо или сжигается. По данным ОАО "Всероссийского научно-исследовательского института по переработке нефти", по состоянию на конец 2003 года одним из основных поставщиков отработанных смазочных материалов в России является автотранспортный парк страны. В его структуре на долю легковых автомобилей приходится не менее 80% (21.6 млн. ед.) от общего количества автотранспортных средств (27 млн.ед.), на долю грузовых – около 13% (3.51 млн.ед.), на долю автобусов – около 2% (около 0.54 млн.ед.). В зависимости от марок автотранспортных средств применяются масла на минеральной или синтетической основе. Синтетические масла в основном используются в импортных машинах, процент которых незначителен, поэтому на качество отработанных смазочных масел они влияют мало. В настоящее время в России применяют синтетические масла на основе полиальфаолефинов, а также продуктов гидрокрекинга и гидроизомеризации. Биоматериалы и масла на основе эфиров для моторных масел в России не используются. Источником образования больших объемов отработанных масел являются моторные масла. На 01.01.2002 г. было выработано 1 млн.750 тыс. тонн моторных масел. Из них ежегодно может быть образовано потенциально минимальное количество – около 427 тыс. тонн отработанных масел. Наиболее крупные потребители моторных масел – Центральный и Приволжский Федеральные округа: в них, естественно, образуется большое количество отработанных масел. Из произведенных промышленностью исходных индустриальных, энергетических масел в количестве 1 млн. 170 тыс. тонн потенциально образуется минимальное количество отработанных масел – примерно 73 тыс. тонн ежегодно. Таким образом, образуется минимальное расчетное количество отработанных масел - 500 тыс. тонн ежегодно. По данным ЗАО "ПОМ-ТЭК", много лет занимающегося сбором отработанных масел и оценкой их качества, вязкость отработанных масел при 50 градусах Цельсия изменяется от 25 до 50 сСт, но в основном этот параметр находится на уровне 0.5% масс., пределы изменения коксуемости - 1.1-2.5% масс., что говорит о большой загрязненности масел. Содержание воды, как связанной, так и свободной, также значительно. Для снижения ущерба, наносимого окружающей среде таким количеством отработанных масел, необходима их утилизация. Однако в настоящее время в России установки или заводы по утилизации с соблюдением требований природоохранного законодательства практически отсутствуют.

вере.

Именно поэтому тема представленной курсовой работы является актуальной в наше время.

Целью курсовой работы является; изучение утилизации отработанных ГСМ в условиях крайнего Севера .

Для достижения поставленной цели потребуется решить ряд задач:

1. Рассмотреть способы и методы  утилизации ГСМ;

2. Рассмотреть характеристики и  особенности горюче смазочных  материалов, применяемых на крайнем Севере;

3. Изучить систему регулирования отходов ГСМ

4. Охарактеризовать методы утилизации  ГСМ

Объект исследования: горюче смазочные  материалы, методы их утилизации.

Предмет исследования: утилизация ГСМ  на крайнем Се

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава I. Теоретические аспекты  проблемы утилизации отработанного  технического масла

 

1.1. Способы и методы утилизации тех масел

 

Отработанные нефтяные масла являются одним из существенных источников загрязнения окружающей среды. Их слив в почву и водоемы превышает по объему аварийные сбросы и потери нефти при ее добыче, транспортировании и переработке. В связи с этим большое значение имеет полное или частичное восстановление качества отработанных масел с целью их повторного использования.

Технические масла применяют в  промышленности и быту для смазки механизмов и в качестве рабочих  жидкостей в различных гидросистемах, в электроэнергетике для изоляции и охлаждения электросилового оборудования. Обычно это нефтяные масла, содержащие противоокислительные, загущающие, антикоррозийные и др. присадки, улучшающие эксплуатационные свойства масел, а также растительные масла в качестве добавок.

В процессе эксплуатации масла соприкасаются  с металлами, подвергаются воздействию воздуха, температуры и других факторов, под влиянием которых с течением времени происходит изменение свойств масла: разложение, окисление, полимеризация и конденсация, обугливание, разжижение горючим, обводнение и загрязнение посторонними веществами. Перечисленные факторы действуют в комплексе и взаимно усиливают друг друга, ухудшая качество масла в процессе его эксплуатации. Так, наличие воды способствует окислению масла, а также развитию в нем биозагрязнений, которые развиваются на границе масло - вода. Механические примеси, в состав которых в большинстве случаев наряду с сажей входят металлы в виде продуктов коррозии, являются катализаторами окисления масел, в процессе которого образуются кислоты и различные смолисто-асфальтеновые соединения.

Общее содержание образующихся нежелательных  примесей может составлять 5-30% в зависимости от срока и условий эксплуатации масел. Масла, содержащие загрязняющие примеси, не способны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям и должны быть утилизированы и заменены свежими маслами. Для утилизации отработанных нефтепродуктов (ОНП) используют разные методы, рис. 1.[1]

Рисунок 1. Методы утилизации отработанных нефтепродуктов

Отработанные нефтяные масла являются одним из существенных источников загрязнения окружающей среды - почвы, водных источников и грунтовых вод. Огромный экологический ущерб наносит слив отработанных масел в почву и водоёмы, который по данным зарубежных исследователей, превышает по объему аварийные сбросы и потери нефти при ее добыче, транспортировании и переработке. В связи с этим большое значение имеет полное или частичное восстановление качества отработанных масел (регенерация) с целью их повторного использования по прямому назначению или для иных целей.

Однако существует организационная  проблема, и заключается она в  налаживании правильной системы  сбора ОНП. Существующая практика показывает, что в настоящих условиях трудно рассчитывать на селективный и технологически своевременный сбор ОНП, а, следовательно, на высокое качество получаемого исходного сырья. Как правило, это будет смесь отработанных масел и других нефтепродуктов, растворителей, промывочных жидкостей и прочих примесей. При этом необходимо учитывать что, с одной стороны, цена такого сырья будет достаточно высокой за счет значительных затрат на организацию их сбора, а с другой, выделение из подобного сырья ценных базовых компонентов для производства товарных масел требует применения сложных, многостадийных и дорогостоящих технологий. В то же время, продукт, полученный в результате переработки, должен быть высоколиквидным на рынке, в том числе зарубежном. Количество же отходов этого процесса должно быть минимальным и легко утилизируемым. 
Все вышеописанное создает практически безальтернативную основу для применения низкоэнергоемких установок термического крекинга с получением печного топлива для малогабаритных тепловых и силовых агрегатов, широко применяемых на Западе.

Термический крекинг

В процессе термического крекинга и дистилляции отработанные гидравлические жидкости, моторные и смазочные масла преобразуются в полноценное топливо, подобное дизельному, которое может использоваться для отопления зданий и сооружений. Технология характеризуется высокой эффективностью выхода целевого продукта, который достигает 75-85% от количества перерабатываемого сырья, а также небольшим количеством отходов (кокс и вода). В качестве сырья используются только отработанные масла, и имеется возможность изменения характеристик конечного продукта в зависимости от целей его применения.

Отработанное масло собирается в приемной емкости отделения  приема и усреднения отработанного  масла, где оно перемешивается и  нагревается. Усредненное и подогретое масло подается в выпарной аппарат отделения обезвоживания, в котором при температуре 110ºС и вакууме происходит отделение масла от воды и легкокипящих углеводородов (в основном, фракций бензина). Пары воды и бензина после конденсации разделяются в отделении очистки водного дистиллята. Бензин и вода после дополнительной доочистки реализуются как товарные продукты. Обезвоженное масло с содержанием воды не более 1% подается в отделение термического крекинга. В котле крекинга при температуре 380-420ºС без доступа воздуха происходит деструкция молекул высококипящих углеводородов с образованием более легких углеводородов, входящих в состав печного топлива и бензина, и их испарение. Одновременно с этим процессом из котла непрерывно удаляются неразложившиеся высококипящие углеводороды, образующие битумную фракцию в количестве 8-12% от массы перерабатываемых масел.

Пары углеводородов и газы крекинга, проходя через установленный  на котле дефлегматор, охлаждаются  до температуры 270ºС и поступают  в конденсатор. Здесь происходит конденсация и разделение продуктов крекинга на фракции бензина и печного топлива. Несконденсированные пары углеводородов и газы крекинга подаются на высокотемпературное сжигание. Бензин после отделения от него воды в сепараторе реализуется как товарный продукт. Печное топливо откачивается в отделение стабилизации, где в стабилизаторе в присутствии небольшого количества стабилизирующего вещества отстаивается в течение некоторого времени. Последующая очистка печного топлива от шлама осуществляется в высокоскоростной центрифуге и на адсорбционном фильтре. Очищенное печное топливо является основным товарным продуктом такого производства.

Единственным отходом технологического процесса является небольшое (около 0,5%) количество кокса, который периодически удаляется из котла крекинга. При коксовании происходит связывание содержащихся в ММО вредных веществ в нетоксичную форму, пригодную для захоронения.  
К преимуществам такой технологии относятся: простота технологического процесса и его аппаратурного оформления; возможность переработки широкого спектра отработанных масел с предъявлением ограниченных требований к их качеству; малоотходность и экологическая безопасность производства; получение с высоким выходом основного товарного продукта - печного топлива; ограниченная площадь размещения производства и его полная автоматизация; сравнительно небольшой объем капиталовложений.[3]

Регенерация

Однако продукты физико-химических превращений масла и примеси, попадающие извне, составляют незначительную часть в общем объеме отработанных технических масел и при помощи определенных методов могут быть удалены. Обычно современные технологические процессы восстановления качества отработанных нефтяных масел с целью их последующего использования по прямому назначению являются многоступенчатыми и в общем виде включают этапы, представленные на рисунке 2.

Рисунок 2. Стадии процесса регенерации отработанных технических масел

Отдельные этапы процесса регенерации  отработанных масел могут исключаться, совмещаться или выполняется в иной последовательности в зависимости от конкретных физико-химических свойств регенерируемого масла и особенностей технологических операций, выбранных для восстановления качества этого масла.

В настоящее время для регенерации  отработанных масел используют физические, физико-химические и химические методы. Основные из этих методов и применяемое при их реализации технологическое оборудование представлены в таблице 1.

Таблица 1. Методы и оборудование для  регенерации отработанных технических  масел.

Методы	Используемые технологии	Оборудование
Физические	Воздействие силовых  полей (гравитационного, центробежного, электрического, магнитного)	Отстойники Гидроциклоны Центрифуги Электроочистители Магнитные очистители
	Фильтрование через  пористые перегородки	Фильтры Фильтры-водоотделители
	Теплофизические технологии (нагревание, выпаривание, водная промывка, атмосферная и вакуумная перегонка и т.п.)	Выпарные колонки Вакуумные дистилляторы Массообменные аппараты
	Комбинированные технологии	Гидродинамические фильтры Фильтрующие центрифуги, магнитные фильтры Трибоэлектрические очистители
Физико-химические	Коагуляция	Смесители-отстойники
	Сорбция	Адсорберы
	Ионообменная очистка	Ионообменные аппараты
	Экстракция	Экстракторы
Химическая	Сернокислотная очистка	Кислотные реакторы
	Щелочная обработка	Щелочные реакторы
	Гидрогенизация	Гидрогенизаторы
	Обработка карбамидами  металлов	Реакторы-смесители