Файл: Оглавление Введение 1 1 Теоретические вопросы и зарубежная практика использования отходов нефтеперерабатывающих производств для строительства дорог 2.docx

3 Мероприятия по решению использования отходов нефтеперерабатывающих производств для строительства дорог

3.1 Варианты решения проблемы

Переработка нефтешламов направлена на использование рентабельных и экологически безопасных технологий, применение типового оборудования и безотходной технологии очистки и утилизации. Применение нефтешламов как вторичного сырья представляется одним из основных направлений в обращении с нефтешламами.

Это позволяет улучшить экологическую ситуацию в районах нефтепереработки и ведет к наиболее рациональному использованию природных ресурсов. Выбор наиболее подходящей технологии для обезвреживания нефтешламов является трудной задачей. В первую очередь возникает проблема повышения уровня экологической безопасности при утилизации и нейтрализации высокоопасных отходов, образующихся в крупных городах. Во-вторых, адаптация и выбор технологии для конкретного региона или территории зависит от морфологического и количественного состава образующихся отходов [1].

В общем, пригодность нефтешламов для использования в качестве вторичного сырья должна определяться их составом, свойствами и экологической опасностью. В последние годы появилась тенденция к раздельной переработке нефтяных шламов в зависимости от способа их образования.

Данный подход к сложившейся проблеме решает экологические задачи, и задачи рационального использования нефтешламов. Одним из главных факторов, определяющих загрязняющие свойства шламов, является состав и свойства нефтешлама. Выбор метода переработки зависит от консистенции нефтяного шлама и состава находящихся в нем органической части, механических примесей, воды (таблица 1) [2].

Таблица 1 - Области применения нефтяных шламов


В зависимости от вида нефтяного шлама массовая доля органической части составляет 6-90%; массовая доля минеральной части 5- 87 %; содержание воды колеблется от 4-25%. Нефтешламы с высоким содержанием минеральной части используют в дорожном строительстве, в производстве строительных материалов и в производстве битума.

---

Нефтяные шламы с высоким содержанием органической части применяют в топливной индустрии как компонент топлива. Использование нефтешламов в дорожном строительстве.

3.2 Предлагаемые мероприятия с использованием различных методов и приемов, полученные результаты по решению проблемы

Согласно анализу существующей литературы, дорожное строительство является одной из областей, в которой нефтешламы применяются наиболее широко. Они используются в составах нефтегрунта, цементогрунта, асфальтобетона, газобетона, шламобетона в качестве замены или добавки к органическому связующему, улучшая качество асфальтобетонных смесей за счет повышения механической прочности, морозостойкости, водоустойчивости, снижения водопоглощения, набухания, слеживаемости дорожного покрытия.

Вместе с тем использование отходов нефтяной промышленности в строительстве дорог расширяет сырьевую базу грунтов, уменьшает энерго- и трудозатраты, снижает себестоимость дорожного покрытия и упрощает сам технологический процесс.

Научные исследования и опытно-производственные испытания установили способ упрочнения грунтов маловязкими сырыми нефтями Тюменской области [3].

Как показали исследования по упрочнению грунтов, грунтощебеночных и грунтогравийных материалов высокосмолистыми малопарафинистыми сырыми нефтями, когезионные и адгезионные свойства нефти необходимо повышать.

На основе проведенного анализа в работе [4] выявлено, улучшение дорожно-строительных качеств сырой нефтью (прочности нефтегрунта и вязкости нефти) необходимы добавлять активные вещества в виде цемента или извести. Научно-исследовательские работы, проведенные в 60-70х гг. прошлого века, направленные на укрепление песчаных грунтов битумными эмульсиями совместно с цементом, создали предпосылки для применения в этих целях сырой маловязкой нефти, улучшенной структурирующими добавками. В качестве укрепляющих добавок хорошо зарекомендовали себя известь, цемент, их сочетание с добавлением индено-алкилароматической смолы и концентратов сероорганических соединений.

---

В литературе существует мнение в отношении пригодности нефтешламов для строительства дорог. Например, авторы монографии [5] полагают, что велико различие группового и фракционного состава битумов и нефтешламов, это не позволяет использовать нефтешлам вместо битума. Экспериментальные исследования, выполненные специалистами ОАО «Пермьавтодор» [6], доказывают возможность замены битума промысловым нефтешламом в составе:

- адгезионной присадки БП-3 в составе асфальтобетонной смеси;

- нефтегрунтовой смеси с добавками извести и цемента с получением материалов, обладающих более высокими показателями физико-химических свойств.

Технология использования нефтешламов при строительстве дорог освоена в ООО Нефтегазодобывающее Управление «Краснохолмскнефть» республики Башкортостан. Наличие большого количества асфальтенов и смол в нефтешламе дает возможность использовать его при дорожном строительстве, как связующее вещество, повышающее качество гравийной смеси. За счет применения нефтешлама повышается прочность, снижается водопоглощение и уменьшается стоимость дорожного покрытия [7].

Применение нефтеотходов в производстве строительных материалов. Одной из областей применения, в которой в качестве сырья широко используются нефтеотходы, является изготовление строительных материалов. Практика показывает, что применение нефтеотходов делает возможным не только сокращение расхода традиционного сырья - битума и нефти, но и позволяет получать строительные материалы с более высокими физико-механическими свойствами. Примером может служить технология получения битумов с использованием нефтеотходов.

Гидроизоляционный материал. Нефтешламы получили наиболее широкое применение при изготовлении гидроизоляционных материалов как органическое вяжущее. Применение нефтяного шлама от переработки отработанных масел в композиции для кровельных материалов и гидроизоляционных мастик позволяет понизить расход дефицитного битума (на 25 - 33%) и в то же время сохраняет высокие физико-механических показатели [8].

Нефтяной шлам нефтеперерабатывающих предприятий предлагает использование его в качестве влагоизолирующего состава без предварительной подготовки. Такой материал является уже готовой нефтеизвестковой эмульсосуспензией при соотношении компонентов 39 (об. %): органическая часть: минеральная часть: вода соответственно равны 2,4: 1,6: 2,0 [9].

---

Такой состав может быть опасен для окружающей среды, из-за содержания водорастворимых нефтепродуктов. Разработан метод применения нефтеотходов для получения продуктов в форме листов с последующим их использованием в качестве элементов конструкции при строительстве и гидроизоляции полигонов по захоронению бытовых и нефтяных отходов. Метод основан на добавление в отход золы уноса, 10 %-ной водной эмульсии гидрофобизирующей жидкости, цемента, нефтесодержащих отходов и воды [10].

Пористые материалы. Нефтешламы возможно использовать в составе сырьевой шихты для получения легкого наполнителя с насыпной плотностью 366-390 кг/м и прочностью 1,24-1,3 МПа.

В работах [11] рассматривается целесообразность использования нефтяного шлама при получении керамзита. Различные органические добавки применяют в производстве керамзита, для лучшего вспучивания и снижения объемной плотности глин.

В качестве такой добавкой может быть использована, например, твердая фаза центрифугирования нефтешлама, а также масло и нефтешламы машиностроительных и нефтеперерабатывающих предприятий.

Авторами [12] предложено проводить термообработку жидких и твердых нефтешламов с возвратом части углеводородных материалов в производственный цикл и с получением из твердых остатков экологически безопасных материалов. Поскольку основу данного отхода составляет оксид кремния предложен способ переработки нефтешламов в пористый теплоизоляционный материал блочного и насыпного типов.

Установленная количественная зависимость между плотностью полученных пористых материалов и их теплоизоляционными свойствами дает возможность выпускать изделия с заранее заданным комплексом эксплуатационных характеристик.

Другим способом утилизации нефтешламов предложенный авторами является перевод отходов в компактное состояние методом брикетирования и получения из него искусственного гравия с высокой прочностью гранул, пригодного для использования в строительной отрасли [13].

Характеристиками гравия, определяющими его качество и возможность применения как строительного материала является водопоглощение, водостойкость и морозостойкость. Эти и другие характеристики образцов искусственного гравия определялись по методикам ГОСТ 8269.0-97.

---

3.3 Эффект по предлагаемым мероприятиям

Переработка нефтешлама представляет собой процесс, при котором отход улучшает свои свойства и становится сырьем для вторичного использования в технологических стадиях получения полезного продукта. Таким образом, внедрение новых технологических разработок на производства позволит использовать нефтеотходы и получать из них выгодные ресурсы для продажи, переходя к малоотходному производству [31].

Для перехода производств к малоотходным технологиям необходимо:

‒ проанализировать имеющиеся и доступные технологии переработки нефтеотходов;

‒ выделить сферы применения нефтешлама в качестве вторичного материального ресурса;

‒ изучить пригодность для собственного производства;

‒ подобрать технологическое решение на основании выбранной методики;

‒ рассчитать эколого-экономическую часть и эффективность процесса;

‒ выполнить комплекс работ по внедрению новых и усовершенствованию существующих технологических процессов.

На предприятии АО «Самаранефтегаз» образуется 13 427,91 т/год нефтешлама, лимит на размещение 15 000 т/год.

Расчёт платы за размещение нефтешлама

1) Рассчитаем плату за размещение 1 тонны нефтешлама по формуле 1:

(1)
где Mi - масса нефтешлама, т;

Jni - норматив платы за размещение 1 тонны отхода 3 класса опасности, принимаем 497,0 по источнику [28], руб./т.;

Э - коэффициент экологической значимости, принимаем значение равное 1,9 по источнику [28];

K - коэффициент инфляции, утвержденный для применения к расчетам платы за негативное воздействие на 2022 год, принимаем значение равное 2,16 по источнику [28].

П отх = 1*497,0*5,0*1,9*2,16 = 2039,69 руб.

2) Размер платы за размещение данного отхода в пределах установленных природопользователю лимитов определяется по формуле 2:

(2)
где П л отх - размер платы за размещение i-го отхода в пределах установленных лимитов

---