Каталитический крекинг нефтепродуктов

     4.3 Последствия воздействия нефтеперерабатывающих предприятий на атмосферу 

     Мощные  предприятия нефтепереработки имеют  стабильно высокое содержание загрязняющих веществ вблизи источника, очень медленно снижающееся по мере удаления от него. Наиболее опасная обстановка возникает в аварийных ситуациях.

     В результате деятельности нефтеперерабатывающих  предприятий в атмосферу осуществляется выброс в больших количествах  углеводородов, угарного газа, углекислого газа, различных сернистых соединений, оксидов азота, твердых веществ.

     Эмиссия в атмосферу газов: СО2, СО, СН4, С2Н6, оксидов азота - приводит к появлению  «парникового эффекта». Таким образом, нефтеперерабатывающие предприятия  входят в число виновников глобального потепления климата .

     Выбросы оксидов азота, углеводородов способствуют образованию тропосферного озона  в результате фотохимических реакций. Тропосферный озон является одним из парниковых газов. Кроме того, образующийся фотохимический смог является очень токсичным.

     Под действием выбросов происходит разрушение стратосферного озона. Стратосферный  озон поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение, которое вредно для всего  живого. Увеличивающаяся озоновая дыра ведет к онкологическим заболеваниям, развитию катаракты, подавляет фотосинтез растений.

     Еще одна проблема, связанная с атмосферными выбросами, - кислотные дожди. Нефтеперерабатывающие  предприятия, несомненно, осуществляют свой вклад в усложнение этой проблемы. Это связано с тем, что источниками кислотных дождей служат газы, содержащие серу и азот; наиболее важные из них: SO2, NOx, H2S.

     Таким образом, воздействие нефтеперерабатывающих  предприятий на атмосферу является одной из причин глобальных экологических  проблем. 

     4.4 Воздействие сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий на гидросферу 

     Состав  сточных вод нефтеперерабатывающих  предприятий различных профилей по основным показателям отличается незначительно. Концентрация нефти, взвесей  и БПКполн и другие показатели, находятся в пределах, указанных в таблице 4.

     Количество  сбросных вод в расчете на 1 т  перерабатываемой нефти может достигать 70-100 м3. Однако большая их часть (90-95%) пребывает в обороте, так как  проходит соответствующую очистку. Поэтому количество собственно сточных вод на предприятиях составляет обычно 1,6-3 м3 на 1 т нефти .Сточные воды НПП отводят по двум системам канализации. В первую систему включают маломинерализованные стоки и дождевые воды. После очистки эти сточные воды возвращаются для повторного использования. Избыток воды (во время ливней) направляют в аварийные накопители и после очистки сбрасывают в водоем.

     Во  вторую систему канализации входят несколько (от 5 до 7) сетей, транспортирующих сточные воды от отдельных цехов  и установок. Эти воды сильно минерализованы, загрязнены токсичными веществами и в обороте не используются. При необходимости они могут подвергаться локальной очистке от специфических загрязнений. 

Показатель  загрязнения	Содержание, мг/л
	в стоках I системы*	в стоках II системы**
Взвешенные  вещества	200-350	600-800
Нефтепродукты	1000-2500	3000-5000
Сухой остаток	1000-1500	5000-6000
ПАВ	5-20	80-100
Фенолы	3-15	2-4
Аммонийный  азот	25-30	20-30
ХПК	400-850	600-800
БПКполн	250-550	300-500
рН	7,8-8,6	7,5-7,8

 

     Таблица 4 - Состав сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий 

     Примечание:

     * - стоки, которые после очистки  возвращаются для повторного  использования в технологическом  процессе;

     ** - стоки, которые повторно не  используются в технологическом  процессе, после очистки сбрасываются в водоем.

     Стоки нефтеперерабатывающих предприятий  отличаются более сложным составом, чем сама нефть и продукты ее переработки, и включают разнообразные токсические  соединения, в том числе пропан, бутан, этилен, фенол, бензол и другие углеводороды. Эти стоки, попадая в природные воды, оказывают отрицательное влияние на гидробионтов и водных растений.

     Сказывается прямое токсическое воздействие  компонентов сточных вод на гидробионтов.

     Увеличение  содержания углеводородов в воде ведет к снижению содержания кислорода, что затрудняет дыхание водных организмов, нарушает процессы окисления.

     Внедрение химических веществ, содержащих полициклические  ароматические углеводороды, изменяет вкус съедобных организмов, кроме  того, это опасно, так как подобные вещества являются канцерогенными.

     Эффект  долгосрочных воздействий непосредственно  не обнаруживается и обычно носит  кумулятивный характер. Эти эффекты  могут быть вызваны периодическим  введением веществ с большим  временем «жизни» или непрерывным  введением устойчивых либо неустойчивых веществ; они зависят от реакционной способности этих веществ.

     Рыбы  накапливают значительные количества токсичных веществ, которые, продвигаясь  по пищевым цепям, могут дойти  до человека.

     Таким образом, одним из важнейших аспектов защиты экологической чистоты гидросферы предприятиями нефтеперерабатывающей промышленности является вопрос совершенствования структуры водопотребления и водосброса. 

     4.5 Загрязнение литосферы нефтеперерабатывающими предприятиями 

     Технологическое загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами является крайне опасным явлением, угрожающим флоре, фауне и здоровью населения. Кроме того, существует пожароопасность твердых нефтесодержащих отходов. В результате эксплуатации предприятий происходит загрязнение грунтов и подземных вод. Это приводит к безвозвратным потерям дорогостоящих дефицитных нефтепродуктов. Попадая в грунтовые воды, нефтепродукты могут совместно с ними выходить на поверхность и стать причиной опасной ситуации [4].

     На  типовом предприятии, перерабатывающем 15-16 тыс. т нефти в сутки, только в технологических процессах глубокого обезвоживания и обессоливания нефти выделяется около 26-30 т твердых солей и твердых механических примесей в виде нефтешламов, содержащих в своем составе до 30% углеводородных систем - нефти и нефтепродуктов и 30-50% воды. Таким образом, НПП "поставляют" более 100 т в сутки (около 4000 т в год) твердых или пастообразных нефтесодержащих пожароопасных отходов.

     К числу твердых отходов на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности, загрязняющих литосферу, в том числе пожароопасными компонентами, относятся: различные химические продукты; адсорбенты, не подлежащие регенерации; зола и твердые продукты, получающиеся при термической обработке сточных вод; различные осадки; смолы; пыль, образующаяся при очистке выбросов, и др.

     В нефтеперерабатывающей промышленности одними из основных твердых отходов  являются кислые гудроны, образующиеся в процессах сернокислотной очистки  ряда нефтепродуктов (масел, парафинов, керосиногазойлевых фракций и др.). В России ежегодно получают около 300 тыс. т кислых гудронов. Степень их использования не превышает 25%. Является важным вопрос утилизации отходов нефтеперерабатывающих предприятий . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     5 Материальный баланс каталитического крекинга нефти

     Расчет  материального баланса каталитического  крекинга нефти основан на данных таблицы 6. 

Наименование	Величина		Удельные те-
	количество	единица	плоемкости,
		измерения	кДж/кг, град
1	2	3	4
Производительность  по сырью	10000	кг/ч	1,67
- нефть
Содержание  кокса на катали-
заторе:
а) отработанном	2,87	%
б) регенерация	0,84	%
Расход  катализатора от сырья	0,34	%
Температура
а) вход в реактор	480	°С
б) выход из реактора	485	°С
в) в реакторе	475	° С
г) вход в регенератор	545	° С
д) в регенераторе	645	° С
е) выход из регенераторе	590	° С
Выход продуктов:
-газа	13,5	%	2,0
- бензин	30	%	1,84
- газойль	50	%	2,25
-кокс	5	%	0,85
- потери	1,5	%

 

Таблица 6 - Исходные данные для расчета 

Cвоз= 1,006;

Со₂ = 0,92;

СН= 1,051;

Ссо₂= 1,026.

Соотношение С  и Н в коксе - 96 : 4. 

Материальный  баланс реактора представлен в таблице 6.5. 
 

Приход		Расход
статьи  прихода	количество, кг	статьи расхода	количество, кг
Нефть	10000	Бензин	3000
Катализатор	34	Газойль	5000
Кокс  на катали- заторе	0,285	Потери	150
		Газ	1350
		Кокс	500,285
		Катализатор	34
Итого:	10034,285	Итого:	10034,285

 

Таблица 7 - Материальный баланс реактора 

Материальный  баланс регенератора

1 . Определяем количество углерода в коксе, находящееся на отработанном катализаторе:

Х= 1,00-96/100-0,96 кг.

2  .  Количество водорода в коксе:

X = 0,04 кг.

3 .  Определяем количество кислорода, необходимое для сжигания данного количества углерода:

0,96 х

С + О₂ → СО₂;

12    32

Х = 0,96-32/12 = 2,56 кг.

4. Определяем количество кислорода, необходимого для сжигания данного количества водорода:

0,04     х

2Н₂ + О₂ → 2Н₂О;