Использование воды на нефтеперерабатывающих заводах
Нефтеперерабатывающие заводы(НПЗ) относятся к промышленным предприятиям с большим потреблением воды. Современный НПЗ использует для производственных процессов сотни миллионов кубических метров воды в год в системах оборотного водоснабжения. Кроме оборотной воды на заводе для производственных целей используется техническая свежая вода. Предусматривается расход воды на противопожарные нужды и на хозяйственно -питьевое водопотребление завода и жилого комплекса при нем.
Количество и качество используемой воды, а так же характеристика сточных вод, образующихся в процессе переработки нефти, зависят от состава нефти и глубины ее переработки, от номенклатуры выпускаемой продукции, температуры воды и степени ее подготовки. Вода на заводе используется главным образом для охлаждения нефтепродуктов и оборудования, для обессоливания нефти, для промывки топлива после защелачивания, для приготовления щелочных растворов и на другие технологические цели.
Завод с глубокой переработкой нефти на топливной схеме предусматривает увеличение выхода светлых продуктов (бензины, керосин и др.) и расширение ассортимента высококачественных продуктов за счет вторичной переработки. наличие установок алкилирования и изомеризации позволяет получить высокооктановые бензины. Кроме основных товарных продуктов на этом заводе вырабатывают авиабензин, кокс, котельно- печное топливо и др.
При проектировании заводов применяется прогрессивная технология производства, обеспечивающая экономию воды уменьшение количества загрязнений производственных сточных вод. В частности, при применении для перекачки нефтепродуктов, легкоиспаряющихся и токсичных жидкостей герметичных насосов и насосов с торцовыми уплотнениями предотвращается попадание этих загрязнений в сточные воды. При этом ставится задача по развитию локальных очистных установок на предприятиях с утилизацией ценных веществ и совершенствованию общезаводских очистных сооружений для глубокой очистки сточных вод от нефти, нефтепродуктов, фенолов, сернистых соединений и других химических загрязнений.
Основными технологическими процессами переработки нефти являются:
- подготовка нефти к переработке (обезвоживание и обессоливание на электрообессоливающих установках);
- первичная переработка нефти (атмосферная и вакуумная перегонка нефти);
- вторичная деструктивная переработка нефти (крекинг, риформирование, гидрогенизация, изомеризация и др.);
— Электрообессоливающия ЭЛОУ. Нефти поступающая на завод, могут содержать до 2% воды и до 0,5% растворенных солей. Для обеспечения высоких показателей работы технологических установок по переработки нефти на них необходимо подавать нефть с содержанием солей не более 2-5 мг/л и 0,2% воды. Поэтому на НПЗ поступающую с промыслов нефть подвергают обессоливанию и обезвоживанию в электородигетратораторах на ЭЛОУ, где под действием электрического тока высокого напряжения происходит разрушение стойких водо — нефтяных эмульсий. Электродегидраторы работают в две ступени.
Нефть. Происхождение, переработка и влияние на природу
... в окрестностях Мертвого моря. Ни одна проблема, пожалуй, не волнует сегодня человечество так, как топливо. Топливо – основа энергетики, промышленности, сельского хозяйства, транспорта. Без топлива немыслима жизнь людей. ... среди геологов и химиков. Трудно представить себе образование нефти путём действия на карбиды металлов воды океанов, просочившейся в глубину земли по трещинам земной коры, так как ...
Процесс ведется в присутствии деэмульгаторов. Вода. Необходимая для обессоливания нефти, подается в эектродегидраторы второй ступени. Вода выделенная из нефти, а так же вода, использованная в процессе обессоливания, сбрасывается в канализацию. Она загрязненная солями, нефтепродуктами, механическими примесями, деэмульгаторами.
Установка первичной переработки нефти(АВТ).
Вода на установках перегонки нефти используется для охлаждения нефтепродуктов. На установках АВТ конденсация паров нефтепродуктов и газов осуществляется путем прямого смешения паров с холодной водой в барометрических конденсатах. Охлаждающая вода, загрязненная нефтепродуктами и сероводородом (при переработке сернистой нефти),сбрасывается в канализацию. Барометрические конденсаторы являются значительным источником образования загрязненных сточных вод. На современных НПЗ барометрические конденсаторы смешения заменяются конденсаторами поверхностного типа (в которых нет прямого контакта воды с нефтепродуктами) с утилизацией отходящих газов. При перегонки нефти содержащиеся в ней сернистые соединения переходят в нефтепродукты. Присутствие в нефтепродуктах сернистых соединений недопустимо, так как они вызывают коррозию оборудования. Очистка нефтепродуктов от сернистых соединений производится 10 — 15 %-ным раствором щелочи (NaOH), который после многократного использования сбрасывается в систему сернисто-щелочной канализации. Концентрация отработавшего щелочного раствора составляет 1-2%;он загрязнен сульфидами натрия, меркаптанами, другими сернистыми соединениями и фенолами.
Установка термического и каталитического крекинга. На этих установках продукты полученные при прямой перегонки нефти на АВТ, подвергают термическому и каталитическому крекингу с целью увеличения отбора светлых нефтепродуктов. охлаждение и конденсация готовых продуктов производится водой из системы оборотного водоснабжения. Вода при этом нагревается до 45 С,а в концевых холодильниках до 70-80 С.При неисправности аппаратуры вода загрязняется нефтепродуктами. При продувке системы оборотного водоснабжения загрязненная вода сбрасывается в канализацию.
Кроме того вода сбрасывается из водоотделителя, где она главным образуется главным образом в результате конденсации водяного пара. Из-за непосредственного контакта с нефтепродуктами эта вода значительна загрязнена углеводородами. При переработке сернистых и высоко сернистых нефтей вода технологические конденсаты содержат значительное количество сульфидов аммония и фенолов.
Установки получения и очистки масел и парафинов. Сырьем для получения масел и парафинов являются маслинные фракции, полученные на установках АВТ. Однако эти фракции содержат такие нежелательные компоненты, как асфальтомосленистые вещества, сернистые, азотистые соединения и минеральные примеси. Для их удаления применяется очистка масляных фракций растворителями. К процессам очистки относится деасфальтизация пропаном, селиктивная очистка фенолом и др.
Одним из главных требуемых качеств масел является низкая температура застывания, которая определяется содержанием в них парафинов. Удаление парафинов — депарфинизацию проводят с применением таких растворителей, как ацетон, бензол, толуол, метилэтилкетон. В свою очередь парафины.
Являясь ценным продуктом, не должны содержат масел. Обезмасливание парафинов также проводят с использованием растворителей.
Наряду с указанными процессами применяют гидроочистку масел и карбамидную депарфинизацию дизельного топлива . вода при этом используется для охлаждения продуктов и газов в холодильниках и конденсаторах.
Комбинированные крупнотоннажные установки. Высококачественное топливо и другие нефтепродукты получают в результате каталитических процессов: каталитический риформинг, гидрокрекинг, гидроочистка, алкилирование, изомеризация и др.
В ходе этих процессов вода используется в основном для охлаждения нефтепродуктов и оборудования, а так же отмывки нефтепродуктов после защелачивания ( при гидрокрекинге и гидроочистке).
Требования к качеству свежей и оборотной воды
Очистка воды. Требования к качеству технической свежей воды и оборотной воды, используемой на НПЗ, установлены нормами технологического проектирования ВНТП 25-79 МНХП СССР данные приведены в таблице:
|
Показатели |
Значения показателей |
||
|
Оборотной воды при возврате в оборот сточных вод I системы канализации после биологической |
Свежей воды (подпиточной) |
||
|
Температура, С |
|||
|
Нефтепродукты,мг/л |
— |
||
|
Взвешенные вещества,мг/л |
В паводок |
||
|
Запах балл |
— |
||
|
Жесткость Временная постоянная |
|||
|
Солесодержание,мг/л |
|||
|
,мг/л |
|||
|
,мг/л |
|||
|
, мг/л |
|||
|
, мг/л |
|||
|
рН |
|||
Оборотная и подпиточная вода на НПЗ должна подвергаться следующей обработке: отстаиванию от нефтепродуктов и механических примесей в нефтоотделителях, фильтрованию, ингибитированию, хлорированию, купоросированию и подкислению.
Для очистки воды от нефтепродуктов и взвешенных веществ в I системе
Оборотного водоснабжения устанавливаются нефтеотделители объемом, равным 30-минутному расходу воды; во II-нефтоотделители, объем которых равен 20-минутному расходу воды; в IV системе — продуктоловушки для улавливания парафинов, жирных кислот и других специфических загрязнений, объем которых принимается равным 2-часовому расходу воды.
Состав сточных вод
Загрязненность сточных вод нефтеперерабатывающих заводов зависит от состава перерабатываемой нефти, профиля завода, состояния технологического оборудования, правильность подключения установок к системам канализации.
Качество отдельных видов сточных по основным источникам их образования можно охарактеризовать следующим образом.
Состав технологических конденсатов, получаемых в результате конденсации водяного пара в технологических установках, зависит от процесса, вида применяемых реагентов и ингибиторов, качества нефти. В таблице приведена характеристика технологических конденсатов образующихся при глубокой переработке сернистых и высокосернистых нефтей.
На заводах, перерабатывающих сернистые и высокосернистые нефти, образуются концентрированные сернистощелочные сточные воды, которые могут иметь следующий состав (при 10%-ной концентрации),мг/л:
Сульфиды……………………..26000
Сера общая…………………….35000
Фенолы летучие………………..5000
Общая щелочность (NaOH)…100000
Нефтепродукты……………….3000
БПКполн ……………………….75000
ХПК………….85000
рН=14
Сточные воды цехов производства СЖК содержат до 150 мг/л парафина и БПКполн составляет 7200мг/л, хпк-9500 мг/л, рН=4
сточные воды от установок этилирования бензинов содержат 100 мг/л ТЭС, около 50 мг/л взвешенных веществ и до 2000 мг/л нефтепродуктов.
Дождевые и талые, воды протекая по площадкам технологических установок и резервуарных парков, загрязняются нефтью и нефтепродуктами, реагентами, механическими примесями.
Состав атмосферных сточных вод с территории технологических установок НПЗ.
|
показатели |
Значение показателей сточных вод |
||||||
|
талых |
дождевых |
||||||
|
Мини-мальные |
Макси- мальные |
Сред- ние |
Мини-мальные |
Макси- мальные |
Сред- ние |
||
|
ХПК |
270 |
630 |
400 |
250 |
980 |
480 |
|
|
БПКполн |
48 |
260 |
90 |
46 |
240 |
160 |
|
|
Нефтепродукты |
35 |
1280 |
350 |
10 |
52 |
25 |
|
|
Взвеш. вещ-ва |
310 |
3800 |
1000 |
250 |
1090 |
600 |
|
|
Сухой остаток |
320 |
860 |
500 |
380 |
550 |
400 |
|
|
Хлориды |
12 |
130 |
35 |
15 |
30 |
20 |
|
|
Сульфаты |
109 |
375 |
200 |
49 |
460 |
200 |
|
|
рН |
6,9 |
8,2 |
7,6 |
7,1 |
8,2 |
7,7 |
|
Сточные воды от промывки нефтепродуктов после защелачивания характеризуется содержанием до 60 мг/л фенола и до 15 мг/л сероводорода,рН=8-9.
Состав бытовых сточных вод завода как правило, не отличается от состава сточных вод жилого поселка. Однако на старых заводах возможно попадание нефтепродуктов в бытовые сточные воды.
Это вызвано плохой герметичностью канализационных сетей и колодцев, требующих реконструкции.
Основные решения систем канализации
Схема канализации решается на основе самостоятельного отведения различного вида сточных вод, исходя из степени их загрязненности и состава загрязнения. Это позволяет обеспечить также самостоятельную эффективную очистку различных сточных вод и возможность максимального возврата очищенной воды в систему оборотного водоснабжения. Для наиболее загрязненных сточных вод предусматривается предварительная очистка на локальных установках, расположенных непосредственно на месте их образования.
I система канализации
- от конденсаторов смешения и скрубберов технологических установок (кроме вод барометрических конденсаторов атмосферно-вакуумных трубчаток);
- дренажные воды технологических лотков, узлов управления резервуарных парков (за исключением сырьевых парков), приямков фундаменов под аппаратами и насосами;
- от охлаждения втулок сальников насосов;
- смывных воды с полов производственных помещений;
- отводной промывки нефтепродуктов после защелачивания;
- после установок локальной очистки стоков от тетраэтилсвинца;
- дождевые воды с площадок технологических установок резервуарных парков и эстокад.
Как правило, в первую систему канализации поступает 60-70% общего объема образующихся на предприятии производственных сточных вод. В первой канализационной системе должно быть предусмотрено строительство одной канализационной сети для сбора и отведения на очистные сооружения указанных выше сточных вод(при отсутствии в них токсичных веществ).
Сточные воды первой системы канализации после соответствующий очистке могут быть использованы для пополнения систем оборотного водоснабжения и для водоснабжения отдельных групп потребителей.
Дождевые талые воды с территории завода поступают в I систему канализацию.
Состав сточных вод I системы канализации:
|
Показатели |
До механической очистки |
После механической и физ.хим. очистки |
После биологической очистки |
|
|
ХПК |
600 |
400 |
90 |
|
|
БПКполн |
400 |
250 |
20 |
|
|
Нефтепродукты |
2500 |
30 |
5 |
|
|
Взвеш. вещ-ва |
350 |
40 |
25 |
|
|
Сухой остаток |
2000 |
2000 |
2000 |
|
|
ПАВ |
10 |
8 |
4 |
|
|
Фенолы |
12 |
12 |
0,02 |
|
|
Азот аммонийный |
30 |
30 |
5 |
|
|
Общая жесткость |
8 |
7 |
6 |
|
|
Общая щелочность |
5 |
3 |
2,5 |
|
|
рН |
8,6 |
8 |
7,2 |
|
II система канализации
- для очистки сточных вод от установок подготовки нефти( ЭЛОУ)подтоварной воды от сырьевых парков, эстакад слива нефти и помывочно пропарочных станций;
- для концентрированных сернисто-щелочных вод от аппаратов по защелачиванию нефтепродуктов;
- для кислых сточных вод содержащих неорганические кислоты;
- для сточных вод, содержащих тетраэтилсвинец(прокладывается до установки локальной очистки);
- для сточных вод катализаторных производств.
Состав сточных вод II системы канализации:
|
Показатели |
До механической очистки |
После механической и физ.хим. очистки |
После биологической очистки |
|
|
ХПК |
800 |
600 |
100 |
|
|
БПКполн |
500 |
300 |
20 |
|
|
Нефтепродукты |
5000 |
30 |
5 |
|
|
Взвеш. вещ-ва |
800 |
60 |
25 |
|
|
Сухой остаток |
6000 |
6000 |
6000 |
|
|
ПАВ |
100 |
100 |
50 |
|
|
Фенолы |
3 |
3 |
0,01 |
|
|
Азот аммонийный |
30 |
30 |
5 |
|
|
Общая жесткость |
80 |
80 |
75 |
|
|
Общая щелочность |
4 |
3 |
2,5 |
|
|
рН |
7,8 |
7,4 |
7,2 |
|
Локальная очистка
Локальная очистка предусматривается для сточных вод загрязненных специфическими веществами, в местах их образования с целью утилизации ценных веществ, максимально возможного повторного использования очищенных вод в технологическом водоснабжения или снижения концентрации загрязнений до значений, при которых допускается их очистка на общезаводских очистных сооружений
В соответствии с нормами технологического проектирования на современных НПЗ предусматривается следующие локальные очистные установки для очистки концентрированных сернисто-щелочных сточных вод; для обеззараживания сульфидосодержащих конденсатов ( технологических); для нетрализации неорганических кислот и их соединений; для очистки от органических соединений; для очистки о парафинов; для очистки от тетраэтилсвинца; для очистки сточных вод катализаторных производств; для очистки сточных вод отдельных нефтехимических производств.
Очистка концентрированных сернисто-щелочных сточных вод
Локальная очитка концентрированных сернисто щелочных сточных вод осуществляется на самостоятельных очистных сооружений по следующий схемы: сточные воды очищаются в нефтеловушек, направляются в усреднительны, откуда в небольших количествах равномерно поступают на общезаводские сооружения биологической очистки. Одним из наиболее приемлемых способов обезвреживания от работающих щелочей с последующий утилизации полученных продуктов является их карбонизации, суть которой заключается в обработке отработавшей щелочи углекислым газом.
Карбонизация отработавшей щелочи с последующей частичной утилизацией карбонизированной щелочи позволила существенно снизить сброс со сточными водами сернистых соединений, фенолов и других ядовитых веществ.
Для завода без сброса сточных вод сернисто-щелочные сточные воды после локальной очистки направляются на установку термического обезвреживания.
Очистка технологических конденсатов
Технологические конденсаты в ходе многих процессов переработки нефти и ее продуктов образуются в результате конденсации паров воды.
Основными загрязняющими компонентами, содержащимися в технологических конденсатах, являются фенолы, сульфиды и гидросульфиды аммония. В связи с тем, что сульфиды особенно токсичны для флоры биологических очистных сооружений, технологические конденсаты необходимо подвергать локальной очистке.
Для локальной очистки используется схема обезвреживания сулльфидосодержащих технологических конденсатов методом ректификации.
Схема фракционирования сероводорода и аммиака применительно к переработке 100м3/ч технологических конденсатов, собираемых с установок АВТ, реформинга, гидроочистки, гидрокрекинга и т.д.
Технологические конденсаты установок АВТ после локальной очистки могут быть повторно использованы на установках ЭЛОУ для отмывки солей при обессоливании нефти.
нефтеперерабатывающий вода очистка сточный
Очистка сточных вод катализаторных производств
В настоящее время катализаторными производствами нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности выпускается более 40 видов катализаторов, носителей и адсорбентов.
В настоящее время наиболее распространенными методами очистки с.в.
Являются нейтрализация и последующее удаление механических примесей путем отстаивания. Для интенсификации процесса отстаивания применяются коагулянты и флокулянты.
