Обезвреживание нефтешламов и загрязненных грунтов

Нефтедобывающая отрасль неразрывно связана с образованием специфических отходов производства, которые не могут быть размещены в окружающую среду без специальной переработки (обезвреживания) в силу их пожароопасности и экотоксичности. Это нефтяные шламы, образующиеся при очистке различного оборудования, трубопроводов, насосно-компресорных труб и т.д. Острейшей проблемой нефтедобывающей отрасли являются разливы нефти в результате отказов различного оборудования и порывов трубопроводов. Большое количество земель, загрязненных нефтью в годы интенсивного освоения Среднего Приобья, нуждаются в реабилитации.

Важнейшей задачей в областях обращенияс нефтешламами и утилизации загрязненныхнефтью грунтов является обеспечение экологической безопасности при их сборе, транспортировке, переработке и обезвреживании. Создание такого технологического цикла позволитрешить проблемы загрязнения окружающейсреды, рационально использовать вторичныематериальные ресурсы, превратить их из отходов в доходы.

В результате поиска и ознакомленияс наилучшими зарубежными образцамитехники и технологиями обезвреживаниянефтесодержащих отходов в 1997 годуОАО «Сургутнефтегаз» избрало метод обезвреживания нефтешламов и загрязненныхгрунтов, направленный на максимальную рекуперациею (от лат. Recuperatio – обратноеполучение, возвращение) нефти и позволяющий исключить захоронение таких отходовна полигонах.

С этой целью в 1996 году акционернымобществом было разработано техническоезадание на проектирование технологическойсистемы, которая была закуплена в Канаде,для восстановления окружающей среды. Этоуникальный комплекс различного оборудования, позволяющий забирать и транспортировать нефтешлам и нефтезагрязненныйгрунт без нанесения вреда природе, очищатьи 100-процентно утилизировать их с рекуперацией нефти.

Начиная с 1998 года компанией стали использоваться мобильные установки по зачисткерезервуаров, предназначенные для извлеченияи сепарации нефтешлама, а также средства еготранспортировки – вакуумные самосвалы.Для обезвреживания нефтешламов и загрязненных грунтов применяется два способа:отмывка в Центрах по отмывке шламов и нефтезагрязненного грунта и термическое обезвреживание в Сжигателях.

1 способ - отмывка шламов и нефтезагрязненного грунта

Технологическая линия отмывки почвы(Центр по отмывке шламов и нефтезагрязненного грунта) предназначена для удаления нефтепродуктов из почвы, песка и нефтешламов. Применяется для обезвреживания таких отходов,как нефтезагрязненный песок, шламы, образующиеся после мойки автотранспортных средстви нефтепромыслового оборудования, зачисткиаппаратов, а также солевых буровых шламов.

Производительность Центра – 5-10 м3/час.Отмытый шлам и грунт, вторичный отход песка, не загрязненные опасными веществами,используются при ремонте внутрипромысловыхдорог, подсыпки технологических площадокскважин.

Первые три Центра по отмывке шламов инефтезагрязненного грунта введены в эксплуатацию в НГДУ «Сургутнефть», «Комсомольскнефть» и «Лянторнефть» в 1998 году.В 2000 году смонтировано и запущено в работу оборудование еще трех Центров – вНГДУ «Федоровскнефть», «Быстринскнефть»и «Нижнесортымскнефть». Все перечисленные Центры расположены на территориипромышленных площадок с развитой инфраструктурой.

Комплекс оборудования подразделяетсяна два технологических участка – сепарациижидкой фазы (линия жидкой фазы) и промывки почвы (линия твердой фазы). Основнойпромывочной средой является вода, однакодля эффективного отделения загрязняющихвеществ применяются экологически безопасные реагенты.

Технологическая линия сепарации жидкой фазы предназначена для очистки нефтяных эмульсий и загрязненных вод собираемыхс технологических площадок, мест разливов, атакже вод, отделяемых в процессе промывкипочвы. Оборудование для сепарации жидкойфазы состоит из приемной емкости с двумяцентробежными насосами, одного виброситаи одного промыслового сепаратора. Виброситоприменяется для очистки принимаемой жидкости от крупных включений и растительныхостатков. Один насос используется для циркуляции жидкости в приемной емкости для предотвращения оседания взвеси. Второй –перекачивает пульпу в горизонтальный сепаратор,где под воздействием тепла, деэмульгаторов игравитационного отстоя происходит разделение воды и нефти. Очищенные таким образомнефть и вода утилизируются на объектах подготовки нефти.

Линия промывки почвы предназначена для очистки загрязненных нефтью почв ишламов, получаемых из различных источников,включая места разлива нефти, резервуарныепарки и прочие промышленные объекты предприятия. Загрузка почвы или шлама в оборудование промывки почвы выполняется припомощи фронтального погрузчика. Подлежащий очистке материал загружается в питающийбункер конвейера, оборудованный виброситомдля удаления посторонних включений. Далеематериал подается первую ступень очистки –наклонный винтовой конвейер, в которыйвстроена система струйной промывки, направленной против движения материала. В системуподаются вода и химикаты из бака приготовления смеси или очищенная вода из промывочного резервуара. Промывка крупных частиц ипеска выполняется при их перемещении вверх,а мелкие частицы и жидкость при этом стекаютв нижнюю часть винтового конвейера промывочной емкости и далее в приемный коллекторструйного насоса. Винтовой конвейер сбрасывает очищенную твердую фазу в контейнер.

Подаваемый струйным насосом мелкозернистый шлам подвергается трехстадийнойпромывке. Струйный насос подает пульпу натандемное вибросито, где происходит отделение более крупных частиц и растительногоматериала. Отделенный виброситом материалскладируется для последующего захороненияили дальнейшей очистки. Жидкая фаза подается из вибросита самотеком в первый отсекпромывочной емкости. Шлам выпускается наплощадку для складирования очищенного материала или подается во второй отсек промывочной емкости для дополнительной промывки.

Вода и мельчайшие частицы объединяются спотоком, пропускаемым через сетку вибросита,и подаются во второй отсек, откуда эта смесьперекачивается в блок гидроциклонов, где отделяются и складируются в контейнер очищенного материала твердые частицы.

Выпускаемые из гидроциклона вода и мелкие твердые частицы объединяются с потоком,проходят через вибросито с мелкоячеистой сеткой. Для обеспечения максимальной очисткимелких илообразных частиц, концентрациянефти на которых является наивысшей, на всасывание насоса третьей ступени подаютсяповерхностно-активные вещества из бакахимреагентов. Для эффективного удалениямельчайших частицв центрифуге добавляются флокулянты.

Управление подачейсырья в центрифугу,составом химикатов идобавкой флокулянтов выполняется изполностью закрытойустановки обезвоживания. Жидкость изцентрифуги возвращается в промывочный бак, а выпускаемый шлам анализируетсяна степень очистки. Если уровень остаточногозагрязнения шлама соответствует техническимусловиям (<1%), то его смешивают сочищенным материалом. Если же загрязнение шлама превышает допустимый уровень, шлам направляется наповторную очистку.

По мере возрастания концентрациинефти и объема промывочной воды всистеме промывки почвы жидкостьпериодически откачивается и направляется на линию очистки. Вода направляется в систему промывки почвы илиоткачивается для последующей транспортировки на очистные сооружениятоварного парка.

Полевая лаборатория, входящая всостав Центра, предназначенная длявыполнения анализа состава почв ижидкостей до и после очистки. В неевходят лабораторная центрифуга, цифровые весы, реторты, калильная печь,нефелометр и другая аппаратура.

2 способ - термическое обезвреживание шламов и нефтезагрязненного грунта

В ОАО «Сургутнефтегаз» с 1997 года вместо строительства «могильников» по захоронению токсичных нефтесодержащих отходов формируется законченный технологический цикл утилизации нефтешламов с обезвреживанием и максимальной рекупацией нефти. Предприятие решило проблему утилизации нефтешламов в полном объеме с минимальным воздействием на окружающую среду – с 2003 года нефтесодержащие отходы не размещаются с целью захоронения, а полностью обезвреживаются на собственном оборудовании по термическому обезвреживанию нефтешламов. Первый комплекс, установленный на полигоне утилизации нефтешламов Западно-Сургутского месторождения – термический десорбер, введен в эксплуатацию в 1998 году. В настоящее время на этом полигоне в результате модернизаций функционируют две установки термической переработки, специальная печь для утилизации нефтяных парафинов.

В 2009 году на удаленных от Сургута Северо-Лабатьюганском, Рогожниковском и Талаканском месторождениях введены в эксплуатацию новые установки, предназначенные для термического обезвреживания нефтешламов и нефтезагрязненных грунтов.

Наличие такого оборудования особенно актуально для предприятий нефтедобывающей отрасли, имеющих промышленные площадки, удаленные от специализированных объектов переработки или размещения, где образуются такие специфические отходы, как нефтешламы, нуждающиеся в специальной переработке (обезвреживании).

Установки состоят из вращающейся печи, вторичной камеры, где происходит непосредственное сгорание паров углеводородов, системы подачи сырья, системы управления, разгрузки печи и узла электроснабжения с инженерными коммуникациями. От места склади рования нефтешлам загружается фронтальным погрузчиком или экскаватором в приемный бункер, из которого подается в роторную печь.

Перемещение твердого материала внутри печи обеспечивается за счет ее наклона и вращения. Нефтешлам нагревается в печи до температуры 400-700 градусов Цельсия, происходит испарение углеводородов и последующее их сгорание. Несгоревшие в печи углеводороды отводятся во вторичную камеру и сгорают в ней при температуре 800-1000 градусов Цельсия. Переработанный на сжигателях нефтешлам согласно технической документациифирмы поставщика оборудования очищается до остаточного уровня содержания углеводородовменее 2%.

Установки оснащены парафиновыми камерами, что позволяет перерабатывать отходы созначительным количеством асфальтенов, смоли парафинов, образующиеся при очистке насосно-компрессорных труб, резервуаров и т.п. Данная технология обеспечивает минимальныевыбросы.Полученный в результате термического

обезвреживания нефтешламов и нефтезагрязненных грунтов вторичный отход – зола IV класса опасности – прошел эколого-гигиеническую оценку с получением санитарно-эпидемиологического заключения Главногосанитарного врача РФ. Данное заключениедает право использовать вторичный отход вкачестве грунта при строительстве тела насыпи площадки или дорожном строительстве – в качестве конструкционного материала дляусловий северотаежной и среднетаежной зонЗападной Сибири. Только в период с 2008-го по 2010год в ОАО «Сургутнефтегаз» с использованием данных технологий переработано более 60 тысяч тонн нефтешламов и нефтезагрязненных грунтов.