Pārskats par naftas dūņu apglabāšanas metodēm

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Naftas ieguves, transportēšanas, uzglabāšanas un rafinēšanas procesā neizbēgami veidojas naftas nosēdumi. Šādi atkritumi satur lielu daudzumu toksisku savienojumu. Naftas dūņu izmantošana ir aktuāla problēma naftas rūpniecībā, jo daudzi uzņēmumi tās uzglabā savā teritorijā ilgus gadus, jo trūkst atkritumu poligonu vai nav pārstrādes iekārtu. Tikmēr šīs vielas var izmantot kā otrreizējos materiālos resursus, kas nes ekonomisku labumu.

Naftas dūņu klasifikācija

Naftas dūņas ir sarežģīts smago ogļūdeņražu maisījums, kas satur ievērojamu daudzumu naftas produktu. Pēdējo var iegūt vairākos veidos un izmantot komerciāliem mērķiem. Telpas, kurās tiek uzglabātas naftas dūņas, ir iedalītas 2 veidos: naftas dūņu ezeri, šķūņi un rezervuāri. Pirmajā gadījumā vielas tiek izlietas tieši uz zemes, bet otrajā - uz betonētas vietas ar skaidrām robežām.

Atkarībā no naftas nogulšņu izcelsmes tās iedala šādos veidosgrupas:

• parādās dabisko rezervuāru apakšā pēc nejaušas naftas noplūdes (apakšā);
• veidojas maisījumā ar urbšanas šķidrumiem urbuma izbūves laikā;
• rodas naftas rafinēšanas rezultātā;
• rezervuārs - sastāv no šķidri viskozām vielām un želejveida vielām, kas veidojas uz sienām;
• zeme (kad naftas produkti nokļūst uz zemes).

Ķīmiskais sastāvs un mehānisko piemaisījumu saturs naftas dūņās ir ļoti atšķirīgs.

Apglabāšanas metodes

Visizplatītākās naftas dūņu apglabāšanas metodes ir šādas:

• ķīmiska;
• bioloģisks;
• termiskā;
• fizisks;
• fizikālie un ķīmiskie.

Racionālu vienas vai otras metodes izvēli nosaka naftas produktu saturs dūņās.

Ķīmiskā metode

Naftas dūņu ķīmiskā apstrāde un apglabāšana tiek veikta ar iekapsulēšanas un neitralizācijas metodi, reaģējot ar sārmzemju metāliem (visbiežāk ar nedzēstajiem kaļķiem). Šī procesa rezultātā tiek iegūta sausa pulverveida viela mazu granulu veidā ar kaļķa kapsulu. Šis produkts pieder 4. bīstamības klasei, tas ir, tas ir drošs videi. To izmanto kā minerālu piedevu asf altbetonā un zemes uzbērumu būvniecībā.

Naftas dūņu utilizācijas iekārtas shematiskā diagramma šai tehnoloģijai ir parādīta attēlā zemāk.

Granulas raksturo augsta izturība un hermētiskuma pakāpe. To čaumalu karbonizācija turpinās vairākus mēnešus. Šīs tehnoloģijas trūkumi ietver to, ka ir nepieciešams izmantot īpašu aprīkojumu, lielu daudzumu augstas kvalitātes dzēstu kaļķu. Arī galaprodukta ietekme uz vidi nav pilnībā izprotama. Ķīmiskās neitralizācijas priekšrocības ir salīdzinoši zemās izmaksas un iespēja ražot pārvietojamās vienības.

Bioloģiskā tehnoloģija

Bioloģiskā dekontaminācija ir videi draudzīgākā metode, taču tās izmantošana aprobežojas ar to naftas dūņu veidu attīrīšanu, kas veidojas tvertnēs, kā arī noplūdes uz zemes vai dabīgās ūdenstilpēs. Tas ir saistīts ar tādiem faktoriem kā:

• augsta bioreaģentu cena;
• nepieciešamība piešķirt lielus zemes gabalus poligoniem;
• neitralizācijas iespēja uz lauka tikai siltajā sezonā;
• augsts augsnes piesārņojuma risks ar smagajiem metāliem un citām kaitīgām vielām.

Naftas dūņu apglabāšanas bioloģiskās tehnoloģijas būtība ir mikroorganismu izmantošana naftas bioloģiskai noārdīšanai.

Ir arī apstrādes metode apsildāmā bioreaktorā. Tā ir kamera, kurā tiek piegādāta piesārņota augsne, ūdens, mēslojums un labvēlīga mikroflora. Labvēlīgu apstākļu radīšanas rezultātā mikroorganismi strauji vairojas unnotiek vielas noslāņošanās - naftas produkti uzkrājas reaktora augšējā daļā, bet ūdens - apakšējā. Atlikušās naftas dūņas tiek izkrautas žāvēšanas vietās. Šī procesa ilgums ir 10-15 dienas, pēc tam kamerā tiek ievadīta jauna otrreizējo izejvielu partija.

Termiskā metode

Termiskās apstrādes tehnoloģijai ir vairākas modifikācijas:

• dedzināšana krāsnīs vai atklātā ugunī;
• dehidratācija vai žāvēšana, kam seko atgriešanās pie ražošanas;
• termiskā sadalīšanās ar gaisa trūkumu (pirolīze);
• gazifikācija (naftas nosēdumu oksidēšana, lai iegūtu gāzi, ko izmanto kā degvielu).

Sadedzināšana ir vienkāršākais veids, kā atbrīvoties no naftas atkritumiem, taču tai ir nepieciešama dūmgāzu tīrīšana un neitralizācija, kas rada būtisku kaitējumu videi. Žāvēšana ir saistīta ar augstām enerģijas izmaksām.

Viena no daudzsološākajām jomām ir nepārtraukta pirolīze. Pateicoties šai apstrādei, tiek iegūta sintētiskā eļļa un pirolīzes gāze, kas tiek izmantota kā degviela tam pašam procesam. Šajā gadījumā naftas dūņu apglabāšanas iekārta ir iekārta, kuras galvenais elements ir pirolīzes kamera, kurā aptuveni 500 °C temperatūrā notiek termiskā sadalīšanās frakcijās. Izdalītā gāze nonāk filtros un kondensatoros, kur tiek iztīrīta.

Izmantojot papildu krekinga sistēmu no eļļas nosēdumiemJūs varat iegūt kvalitatīvu benzīnu. Iekārta spēj apstrādāt visa veida dūņas, taču no ekonomiskā viedokļa lietderīgāk ir izmantot cietos atkritumeļļu produktus ar zemu mitruma pakāpi.

Fizikālās un fizikāli ķīmiskās metodes

Fiziskās naftas dūņu apglabāšanas metodes ietver šādas frakcionēšanas metodes:

• Vienkārša norēķināšanās. Šī ir lētākā un tajā pašā laikā neefektīvā tehnoloģija.
• Centrifugēšana. Centrbēdzes iekārtas bieži tiek izmantotas arī starpposmā, sagatavojot naftas dūņas to pārstrādei citos veidos.
• Virsmaktīvo vielu (demulgatoru, mitrinātāju, šķīdinātāju) ieviešana.
• Filtrēšana.
• Estrakcija ar organiskiem šķīdinātājiem, etilēna un acetilēna ražošanas atkritumi, sašķidrinātas gāzes vai tvaiks. Šīs metodes pamatā ir polāro savienojumu savstarpēja šķīdināšana.

Visu iepriekšminēto tehnoloģiju trūkumi ir nepilnīga naftas produktu atdalīšana.