Экологические проблемы основных производств (стр. 16 )

Перспективными представляются использование гудронов с высоким содержанием кислоты в качестве сульфирующего агента для производства сульфонатных присадок и их переработка с целью получения диоксида серы, высокосернистых коксов, битумов и некоторых других продуктов. Так, при переработке кислых гудронов в диоксид серы с целью получения серной кислоты к ним обычно добавляют жидкие производственные отходы – растворы отработанной серной кислоты. Термическое расщепление смеси кислых гудронов и отработанной серной кислоты проводят в печах сжигания при 800-1200°С. В этих условиях происходит образование диоксида серы и полное сжигание органических веществ.

Органическая часть кислых гудронов включает различные сернистые соединения, смолы, твердые асфальтобетонные вещества – асфальтены, карбены и другие компоненты нефтепродуктов, что позволяет перерабатывать их в битумы, широко используемые в качестве дорожно-строительных материалов.

Наибольшую трудность в нефтепереработке представляет квалифицированная переработка гудронов с высоким содержанием асфальто-смолистых веществ, металлов и других соединений, требующая значительных капитальных и эксплуатационных затрат. В этой связи на ряде наших НПЗ и за рубежом ограничиваются переработкой гудронов с получением таких НП, как котельное топливо, битум, нефтяной пек, нефтяной кокс и т. д.

Глубокая переработка гудронов с максимальным получением компонентов моторных топлив может быть осуществлена посредством тех же промышленных технологических процессов, которые применяются при переработке вакуумных (глубоковакуумных) газойлей, но с предварительной деасфальтизацией (ДА) сырья, где одновременно достигается деметаллизация и снижение коксуемости нефтяного остатка.

В отечественной и зарубежной нефтепереработке наибольшее распространение имеет вариант переработки вакуумного газойля и гудрона позволяющий получать из сырья значительно больше высокооктановых компонентов автобензинов.

11.5. Необходимость глубокой переработки нефти

В наступившем веке актуальнейшей проблемой мировой экономики будет исчерпание запасов нефти, а следовательно, необходимость её рациональное использование. Извлекаемых запасов нефти (~140 млрд. т) при сохранении нынешнего уровня её добычи (~3,2 млрд. т/год) хватит примерно на 40 лет. Запасы нефти в России за последнее десятилетие практически не пополнялись новыми геологическими открытиями месторождений и к тому же они истощились в результате неэффективной разработки и неглубокой переработки. Так, за период с 1991 по 1999 год темпы прироста извлекаемых запасов нефти по отношению к объему ее добычи уменьшились с 1,81 до 0,42. К тому же в ближайшие два-три десятилетия мы обречены работать с трудно извлекаемыми низко рентабельными запасами, малодебитными месторождениями с высокой степенью выработанности начальных запасов нефти.

Проблема дефицита дешевой нефти для России становится исключительно актуальной. Но тем не менее Россия, как и в годы «нефтяного бума», продолжает экспортировать нефть в больших объемах (около половины добычи). Не исключено, что если своевременно не покончить с ошибочными представлениями о «неиссякаемости, неисчерпаемости и дешевизне нашей нефти», то через несколько десятилетий придется внести ее в «Красную книгу» природных ресурсов, и последующие поколения Россиян будут вынуждены синтезировать ее из твердых горючих ископаемых.

Эффективность переработки добываемой нефти в России, США и странах Западной Европы показана в табл. 11.5. Из нее следует, что нефтепереработка в России существенно отстает не только по объему и глубине переработки нефти, но и по превращению ее в моторные виды топлива.

В условиях реально наступающего дефицита нефти и возрастающих сложностей по ее извлечению из недр земли, а также при наличии в достаточных количествах газового и угольного топлива для сжигания в топках котлов существующая практика нерационального расходования нефтяных ресурсов не может быть оправдана. Нефть должна полностью и без остатка перерабатываться с получением только высококачественных и экологически чистых продуктов, прежде всего моторных топлив, высокоиндексных смазочных масел и сырья для нефтехимического синтеза. Стратегическим направлением развития нефтепереработки следует считать (узаконить) глубокую и безостаточную переработку нефти и значительное сокращение объемов экспорта.

Таблица 11.5

Показатели нефтеперерабатывающего комплекса мира, США,

Западной Европы и России (за 1999 г.)

Показатели	США	Западная Европа	Россия	Мир
Добыто нефти, млн. т	284	298	304	3228
Переработка, млн. т	787	686	168	3228
Глубина переработки нефти, %	93	87	64,7	80

Глубина отечественной переработки нефти за последние 30 лет, несмотря на многократное принятие государственных программ по этой проблеме, практически не повышалась и «застыла» на уровне 64-65%. При нынешнем состоянии техники и технологии нефтепереработки отечественные НПЗ способны превратить в моторное топливо лишь дистиллятные фракции нефти, выкипающие до 500°С (~2/3 ее части). Остальная ее треть в виде сернистого и высокосернистого котельных топлив сжигалась и продолжает сжигаться тепло - и электростанциями, выбрасывая в воздушный бассейн огромные количества токсичных оксидов серы и азота. В настоящее время и в перспективе нет альтернативы рациональному и комплексному использованию нефти, ее глубокой, «безостаточной» переработке.

Контрольные вопросы

1.  Какая основная причина образования большого количества отходов при переработке нефти в России?

2.  Какие основные методы предотвращения загрязнения атмосферы на НПЗ?

3.  Чем вызвано наличие горящих факелов на НПЗ?

4.  Каким образом осуществляется очистка нефтесодержащих сточных вод до ПДК?

5.  Как осуществляется обезвреживание нефтешламов?

6.  Какие пути переработки кислых гудронов?

7.  Почему будущее в переработке нефти за нефтехимией?

12. Экологические проблемы коксохимического производства

Кокс – «хлеб» промышленности.

В настоящее время коксохимическое производство - одно из самых «грязных» современных производств. Коксохимическое производство является основным источником загрязнения окружающей среды фенолом, бенз(а)пиреном, другими органическими соединениями, аммиаком, оксидом углерода, соединениями азота и серы, водородом и пылью. Большинство этих веществ - высокотоксичные или могут превращаться в токсичные соединения при взаимодействии с другими веществами. Некоторые вещества (СО2 , оксиды азота и метан) являются парниковыми газами и способствуют потеплению климата на планете.

В большинстве случаев коксохимические предприятия расположены в регионах со значительной концентрацией промышленного производства и высокой плотностью населения. Крайне неблагоприятная экологическая обстановка, сложившаяся в последние годы в крупных металлургических центрах, в определенной степени обусловлена низкими темпами технического перевооружения коксохимической подотрасли, медленным внедрением в практику новых технологических процессов, современных агрегатов и оборудования.

В то же время ни сегодня, ни в ближайшем будущем невозможно будет отказаться от кокса и химических продуктов коксохимических производств. Поэтому необходимо разрабатывать такие производственные комплексы, которые позволили бы сохранить и попытаться улучшить нынешнее состояние окружающей среды. Единственный путь сокращения вредного воздействия в данных условиях - дальнейшее развитие наиболее современных технологий и производств при одновременном сокращении вредных выбросов, а также удельного расхода ресурсов и энергии на единицу продукции.

12.1. Для чего нужен кокс?

Коксование возникло в 18 веке, когда истребление лесов для получения древесного угля, первоначально шедшего на выплавку чугуна, стало угрожающим и потребовалось заменить этот уголь минеральным топливом. В 1735 году в Великобритании была проведена первая доменная плавка на коксе. Кокс выжигался в кучах, подобно тому, как до этого выжигался древесный уголь. В конце 18 в. было освоено коксование в полузакрытых, а с 1830 – в закрытых камерах, причем выделяющиеся летучие продукты сжигались. С 70-х гг. 19 века начинают использовать летучие продукты; совершенствуются методы обогрева печей для коксования. К началу XX в. процесс коксования оформился в современном виде и в дальнейшем происходило лишь его совершенствование [35]. На рис. 12.1 представлен общий вид коксовой батареи.

Рис. 12.1. Общий вид коксовой батареи:

1 – отвод коксового газа, 2 – погрузочная тележка,

3 – распределительная башня, 4 – тушильная башня, 5 – отделение для дробления и смешения угля, 6 – приемный бункер для сырого каменного угля, 7 – платформа для выгрузки остуженного кокса, 8 – тушильный вагон, 9 – кокс, 10 – камера коксования, 1 – коксовыталкиватель.

Коксохимия – область химии и химической промышленности, занимающаяся переработкой природных топлив (главным образом каменного угля) в кокс и другие ценные продукты методом коксования (путем нагревания до 950 - 1050°С без доступа воздуха). Основными коксохимическими продуктами (помимо кокса) являются коксовый газ, продукты переработки сырого бензола, каменноугольной смолы и аммиака (аммиачные удобрения); их полный ассортимент включает около 80 наименований.

Кокс – твердые горючие остатки, получающиеся при термической обработке различных органических веществ без доступа воздуха. Обычно высокотемпературный кокс называют просто коксом. В зависимости от сырья, из которого получен твердый остаток, различают буроугольный, торфяной, каменноугольный, пековый и другие коксы. Названия «доменный» и «литейный» коксы указывают на процессы или производства, где используется данный вид кокса.

Производство кокса неразрывно связано с производством электродной продукции, которое начало развиваться в конце 19 в., после того как была показана возможность превращения, при высоких температурах, угля в графит, обладающего высокими электропроводными и другими свойствами.