Пути уменьшения загрязнения окружающей среды

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 7

На большей части заводов перерабатывают сернистые нефти; при глубокой переработке, как правильно, включающей вторичные процессы, 8-10% нефти превращается в газообразные углеводороды, которые при наличии установок гидроочистки и гидрокрекинга обогащены сероводородом. Эти газы используют для производства серы, но при их сжигании на установках Клауса некоторая часть серы уходит в атмосферу в виде диоксида серы SO₂. Дистиллятные продукты после гидроочистки и стабилизации практически не содержат серы, но нефтяные остатки подвергают обессериванию сравнительно редко, и, если их используют как котельное топливо, дымовые газы бывают обогащены SO₂.

Снижение содержания SO₂ в дымовых газах можно достигнуть двумя путями: 1) очисткой котельного топлива от серы (гидрообессеривание) и 2) очисткой дымовых газов. Для очистки дымовых газов разработан ряд методов – мокрая очистка растворами различных оксидов и солей (аммиачно-бисульфитный, магнезитовый и другие методы) и сухая очистка адсорбентами (активированным углём, оксидом меди и другие). Однако большие объёмы газов, подвергаемых очистке, а также разнообразие компонентов (оксиды азота, оксид углерода, водяные пары, азот) обусловливают значительные трудности для создания достаточно экономичного метода очистки [6].

Современным установкам каталитического крекинга свойственно использование микросферического катализатора. На протяжении всего процесса каталитического крекинга катализатор в псевдоожиженном слое всё время находится в движении из реактора в регенератор и обратно. При этом гранулы катализатора всё время сталкиваются между собой, со стенками аппарата, поэтому механического разрушения катализатора не избежать. Более мелкие частички вместе с отходящими газами образуют аэрозоли и уносятся из регенератора.

Недостаточно эффективная работа циклонов приводит к уносу наиболее мелких катализаторных частиц с парами углеводородов из реактора в колонну, а с дымовыми газами – из регенератора в котёл-утилизатор и дымовую трубу. Силикатная пыль может оседать на трубках котла-утилизатора и снижать коэффициент теплоотдачи, но наибольшую опасность представляет пыль при попадании с дымовыми газами в атмосферу: она оказывает сильное раздражающее действие на дыхательные органы человека, не говоря уже об экономическом ущербе от потери катализатора. Для предотвращения уноса пыли служит обычно система трёхступенчатых циклонов в регенераторе, часто в сочетании с электрофильтром [6].

Очистка отходящих газов от аэрозолей может быть достигнута использованием циклонов, за которыми установлен электрофильтр. Однако электрофильтры применяют не на всех установках. Иногда система из трёхступенчатых циклонов оказывается достаточной для хорошего улавливания катализаторной пыли. Но в связи с повышением требований к чистоте атмосферы на некоторых новых установках они предусмотрены. Обычно циклоны удаляют частицы крупнее 40 мкм, следовательно, один только циклон не может обеспечить выполнения необходимой степени очистки. Поэтому за CO-дожигателем устанавливается электрофильтр, который удаляет более мелкие оставшиеся частицы. Обычно электрофильтры обеспечивают более 99%-ное улавливание катализаторной пыли, что соответствует нормативам.

Есть два пути подавления выбросов оксида углерода – использование CO-дожигателя или высокотемпературной регенерации; с системой промотированного (ускоренного) каталитического крекинга.

Оксиды азота образуются при горении либо из азота воздуха, либо по реакциям с азотом, содержащимся в топливе. Есть два метода подавления выбросов NO_x:

1. Изменение характера процесса горения.

2. Обработка отходящих газов.

Изменение характера горения сводится к подавлению образования термических и топливных NO_x. Это может быть достигнуто либо использованием усовершенствованных горелок, дающих мало NO_x, либо рециркуляцией отходящих газов. Рециркуляция оказалась эффективной при сжигании нефти и газа. Имеются горелки с малым выходом NO_x, которые обеспечивают уровень выбросов 0, 31 – 0, 62 кг на МДж/с. Так же снизить выбросы оксидов азота можно при помощи подачи влаги в зону горения в печи или в регенераторе. При подаче водяного пара в зону окисления температура снижается, а значит и процесс образования NO_x замедляется. Но данный метод редко используется в регенераторах, так как снижение температуры в регенераторе в большинстве случаев не желательно для процесса крекинга.

Концентрацию оксидов азота в продуктах сгорания можно снизить, уменьшая коэффициент избытка воздуха, т.е. снижая содержание кислорода в зоне горения [6].

Для очистки дымовых газов разработан ряд методов – мокрая очистка растворами различных оксидов и солей (аммиачно-бисульфитный, магнезитовый и другие методы) и сухая очистка адсорбентами (активированным углём, оксидом меди и другие). Однако большие объёмы газов, подвергаемых очистке, а также разнообразие компонентов (оксиды азота, оксид углерода, водяные пары, азот) обусловливают значительные трудности для создания достаточно экономичного метода очистки.

Обработка отходящих газов заключается либо в каталитическом восстановлении (селективном или неселективном), либо в использовании других процессов, таких как взаимодействие с активированным углём, оксидом меди или обработка электронным лучом. Из этих процессов, по-видимому, только каталитическое восстановление коммерчески приемлемо или почти приемлемо.

Наиболее широко применяется селективное каталитическое восстановление аммиаком на катализаторе АВК - 10:

6NO + 4NH₃ → 5N₂ + 6H₂O

6NO₂ + 8NH₃ → 7N₂ + 12H₂O

Источником загрязнений атмосферы углеводородами является реактор установки каталитического крекинга. Так как смесь газообразных углеводородов является продуктом процесса, то потеря его в атмосферу является ни столько экологической проблемой для НПП, сколько экономической.

Свойственный деструктивным процессам режим высоких температур и в ряде случаев высокого давления способствует потерям углеводородов и сопутствующего им сероводорода в атмосферу. При этом потери будут в несколько раз больше, чем при низкотемпературных процессах [6].

Степень загрязнения атмосферы углеводородами зависит также от системы охлаждения нефтепродуктов, получаемых на установках каталитического крекинга, и от стабилизации бензиновых фракций. Естественно, что потери от испарения будут тем меньше, чем ниже температура охлаждения продукта, особенно лёгкого бензина. Аналогично будет влиять полнота стабилизации бензина, поскольку газ, растворённый в бензине, повышает парциальное давление углеводородных паров. Поэтому для предотвращения потери продукта, газы идущие из реактора охлаждают и сконденсировавшиеся жидкие продукты направляют на колонну стабилизации [6].

Углеводороды, которые идут из регенератора установки не требуют дополнительной отчистки, так как их имеется незначительное количество, и они окисляются до CO₂ и H₂O в дожигателе CO.

Коренным решением проблемы защиты атмосферы является создание предприятий без сточных вод. На некоторых новых заводах для этого предусмотрены [8]:

1. Биохимическая очистка нефтесодержащих слабоминерализованных сточных вод с последующим фильтрованием и возвратом оборотной воды в систему;

2. Упаривание высокоминерализованных сточных вод с возвратом конденсата в систему оборота или на технологические нужны;

3. Использование для водоснабжения завода атмосферных осадков и биохимически очищенных коммунальных сточных вод.

Безопасность

При работе с топками под давлением требуется соблюдение ряда правил [3]:

1. Перед зажиганием форсунок топку необходимо продуть паром в атмосферу, чтобы не было хлопка от воспламенения оставшегося жидкого топлива или горючих газов.

2. Количество подаваемого при зажигании форсунок воздуха должно быть небольшим и избыток должен сбрасываться в атмосферу.

3. При отсутствии воздуха надо немедленно прекратить подачу топлива для предотвращения взрыва в топке смеси паров топлива с воздухом от раскаленной кладки.

В реакторной части установки имеется много сильнонагретых участков: трубопроводы, по которым подаются воздух в регенератор и дымовые газы из регенератора, пневмоподъемники, оборудование регенератора и т.д., поэтому надо остерегаться ожогов при соприкосновении с указанным оборудованием или с горячими газами при пропуске во фланцевых соединениях [3].

Вследствие высокой пожароопасности обращающихся в процессе каталитического крекинга продуктов, взрывоопасности их паров, токсичных свойств, в период работы возможно возникновение аварийных ситуаций.

Для обеспечения безопасной эксплуатации объектов предусматривается следующее [9]:

-оснащение технологической схемы системами контроля, управления, автоматического регулирования, обеспечивающими заданную точность поддержания технологических параметров. Все приборы и системы рассчитаны на работу во взрывоопасной среде и должны эксплуатироваться при соблюдении инструкции на их эксплуатацию;

-установка предохранительных клапанов в местах возможного повышения давления выше расчетных параметров;

-направление сбросов взрывопожароопасных продуктов от предохранительных клапанов в закрытую факельную систему;

-аварийное освобождение аппаратов от парогазовой фазы в факельную систему, от жидкой фазы в соседние аппараты или в аварийную емкость;

-использование системы дистанционного отключения электрооборудования с пульта оператора;

-молниезащита оборудования;

-применение электрооборудования в соответствии с классом помещения или наружной установки, а также категорией и группой взрывоопасной смеси, что устраняет возможность пожара и взрыва из-за неисправности электрооборудования;

-установка сигнализаторов довзрывоопасных концентраций (СВК) горючих газов и паров ЛВЖ в местах вероятного их выделения и скопления (во взрывоопасных зонах В-1а, В-1г);

-установка датчиков предельно допустимых концентраций вредных веществ (СПДК) в местах наиболее вероятного выделения и скопления вредных веществ;

-оборудование помещений, в которых выделяются взрывоопасные и вредные вещества, аварийно-вытяжной вентиляцией с не менее чем 8-кратным воздухообменом;

-выбор диаметров трубопроводов с учетом допустимых скоростей движения жидкостей, что позволяет исключить накопление зарядов статического электричества при движении нефтепродуктов;

-установка огнепреградителей для защиты от распространения пламени на воздушниках дренажных емкостей;

-подводка к объектам водяного пара для пропарки оборудования и коммуникаций и безопасного проведения ремонта;

-дооборудование насосов системами контроля температуры подшипников с выводом показаний на пульт оператора. Для " горячих" насосов предусмотрена блокировка на остановку при максимальной температуре подшипников, максимальной температуре и давлении масла, минимальном уровне масла в системе двойных торцевых уплотнений.

В соответствии с требованиями действующих норм и правил по пожарной безопасности, для противопожарной защиты объектов НПЗ, в том числе комплекса каталитического крекинга предусмотрены [9]:

-автоматическая установка пожаротушения в помещениях насосных категорий А, Б, а также на резервуарах хранения ЛВЖ и ГЖ с объемом 5000 м3 и более воздушно-механической пеной средней кратности;

-стационарные установки пожаротушениявоздушно-механической пеной с дистанционным пуском для сливо-наливных железнодорожных эстакад;

-полустационарные системы пожаротушения воздушно-механической пеной резервуаров с ЛВЖ и ГЖ объемом от 1000 до 3000 м3 с установкой генераторов пены на резервуарах и выведением сухих трубопроводов (с соединительными головками и заглушками) за обвалование;

-полустационарная система пенотушения открытой насосной при площади пола более 500 м2;

-стационарные установки водяного охлаждения резервуаров хранения ЛВЖ и ГЖ с объемом 5000 м3 и более;

-стационарные установки орошения водой колонных аппаратов высотой более 30 м;

-внутренние пожарные краны в соответствующих зданиях;

-установка стационарных лафетных стволов с диаметром насадки не менее 28 мм и устройством для подключения передвижной пожарной техники;

-стационарная установка водяного орошения.

Все объекты подлежат оснащению первичными средствами пожаротушения.

Предотвращение несчастных случаев в значительной степени зависит от знания правил газобезопасности. Поэтому к работе на технологических установках допускаются лица прошедшие инструктаж погазобезопасности, умеющие пользоваться газозащитными средствами и оказывать первую помощь при отравлении.

К газоопасным относятся все те места, где могут выделяться ядовитые и взрывоопасные газы или пары нефтепродуктов в количествах, превышающих допустимые нормы. Такими местами считаются следующие [9]:

-аппараты, закрытые наземные или подземные помещения, в которых размещены трубопроводы или агрегаты для перекачки нефтепродуктов;

-тоннели, колодцы, лотки, приямки и траншеи для трубопроводов газа и нефтепродуктов, колодцы промышленной канализации;

-помещения для насосов, перекачивающих нефть и нефтепродукты, а также для компрессоров, сжимающих и перекачивающих газ;

-территория, расположенная в непосредственной близости от хранилищ нефти и нефтепродуктов, а также территория, где перерабатывают и очищают газы;

-места открытого выделения газа на технологических установках и на сливоналивных эстакадах.

На установках имеются места, где выделяются вредные газы. Основные из них следующие:

-неплотности сальниковых устройств компрессоров и аппаратуры, неплотности фланцевых соединений;

-дренажные воронки, сточные лотки и трубопроводы для нефтепродуктов;

-колодцы промышленной канализации, нефтеловушки, аварийные амбары;

-дыхательные и замерные люки резервуаров для хранения нефтепродуктов.

Каждый работник на вахте должен быть в чистой спецодежде и иметь всегда исправные защитные средства. Для технологов предусматривается следующий комплект спецодежды: костюм хлопчатобумажный, ботинки кожаные, рукавицы комбинированные, куртка и брюки ватные. Для машинистов технологических насосов и компрессоров: костюм хлопчатобумажный, ботинки кожаные, рукавицы комбинированные, куртка и брюки ватные. Для защиты органов дыхания при газоопасных работах и аварийном положении на установке применяют фильтрующие противогазы " БКФ" и шланговые противогазы ПШ-1 или ПШ-2 [9].

Обслуживающий персонал должен быть обеспечен индивидуальными фильтрующими противогазами и иметь в своем распоряжении не менее трех комплектов шланговых противогазов. Кроме того, на установке должны быть защитные очки, резиновые перчатки и укомплектованная аптечка. На установке нужно всегда иметь опломбированный комплект аварийного инструмента.

Для предотвращения несчастных случаев обслуживающий персонал должен строго соблюдать определенные правила. Нарушение их может привести к отравлению парами углеводорода и сероводорода, термическим и химическим ожогам, поражению электрическим током. Для ознакомления обслуживающего персонала с правилами техники безопасности и газобезопасности, правилами пожарной безопасности и специфическими правилами безопасного проведения работ на установке каталитического крекинга проводят инструктаж, обучение и проверку знаний. Периодичность проведения этих мероприятий устанавливается руководством завода на основе типовых положений и правил.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ю. Рыков, Ю. Черный, В. Фейгин.// Отрасли требуется все больше оборудования. Основные направления и тенденции развития технологий и оборудования нефтепереработки в России и мире.// " Объединенное машиностроение" №3 03/2010.

2. Электронный ресурс. Википедия. Свободная энциклопедия. http: //ru.wikipedia.org/

3. Б.И. Бондаренко, Д. Д. Никулин, В.П. Суханов// Каталитический крекинг.// Государственное научно-техническое издательство нефтяной и горно-топливной литературы, Москва, 1956.

4. В.П. Суханов// Каталитические процессы в нефтепереработке. Издание третье, переработанное и дополненное.// Химия, Москва, 1979.

5. Р. Я. Лунина, Ю.И. Черный, Л.П. Лобанская, Л.В. Басниева, А.И. Рубинштейн.// Эффективность использования процесса каталитического крекинга в схемам современных НПЗ.// ЦНИИ информации и технико-экономических исследований нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, 1981.

6. Е.В. Смидович// Технология переработки нефти и газа. Ч. 2-я. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. 3-е изд., пер. и доп. - М.; Химия, 1980г. - 328 с., ил.

7. С.В. Вержичинская.// Теоретический курс лекций " Теоретические основы химической технологии топлива и углеродных материалов".// 2012.

8. А.А. Кузнецов, Е.Н. Судаков, С.М. Кагерамнов.// Процессы и аппараты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.// Издательство " Химия", Москва, 1970.

9. Электронный ресурс. Промышленный портал - Геофут. http: //geofut.com/

10. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.// Физические величины. Справочник.// М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

11. М.А. Михеев, И.М. Михеева.// Основы теплопередачи.// Москва, " Энергия", 1977.

12. А.Ю. Налетов, Н.Г. Дигуров, А.Г. Китайнер, В.В. Скудин.// Проектирование и расчет аппаратов технологии горючих ископаемых.// Москва, " Химия", 1993.

13. А.И. Скобло, Ю.К. Молоканов, А.И. Владимиров, В.А. Щелкунов.// Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии: Учебник для вузов - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ООО " Недра-Бизнесцентр", 2000. - 677 с: ил.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 67