Экология производства химических продуктов из углеводородов нефти и

бросов в атмосфере. В этом случае задача рассеивания состоит в том, чтобы выбрасываемые вредные компоненты перемеша­ лись в большом объеме воздуха, и концентрация их на уровне земли не превышала ПДК-

Отходящие газы, не содержащие токсичных веществ, также должны быть рассеяны в атмосфере, так как при повышенном содержании инертного газа снижается концентрация кислорода в воздухе. Методы очистки газов необходимо сочетать с рассеи­ ванием их в атмосфере.

Дымовые газы выбрасывают в атмосферу через одну или не­ сколько дымовых труб, которые изготавливают из металла, кир­ пича или железобетона.

Трубы из металла сооружают высотой не более 60—80 м, кирпича — не более 120 м, железобетона — 200, 300 м и более. Железобетонные трубы обладают большой механической проч­ ностью, но нестойки к действию сернистых соединений, влаги и повышенной температуры. Поэтому они имеют двойную обо­ лочку: внутреннюю поверхность железобетонного ствола покры­

замазке. Из-за возникновения избыточных статических давле­ ний появляются неплотности, что значительно сокращает срок службы труб. Для снижения статического давления в верхней части труб устанавливают диффузоры, в узкой части которых, примыкающей к стволу, создается разрежение. На величину этого разрежения падает статическое давление газов в стволе.

На многих нефтеперерабатывающих и нефтехимических пред­ приятиях эксплуатируют факельные установки. Они предназна­ чены для сжигания образующихся при пуске оборудования и в процессе производства газов, дальнейшая переработка которых экономически нецелесообразна или невозможна, а также для сжигания аварийных выбросов. К факельным установкам предъявляются следующие требования:

полнота сжигания, исключающая образование альдегидов, кислот и других вредных продуктов;

безопасное воспламенение, бесшумность и отсутствие яркого свечения;

отсутствие дыма и сажи; устойчивость факела при изменении количества и состава

газовых выбросов.

На практике применяют различные системы факельных установок: со сбросом газов на факельную трубу (рис. 26); со сбросом факельных газов высокого давления на переработку или для сжигания в котельных установках (рис. 27).

Сжигание газовых выбросов на факельных установках по­ зволяет значительно уменьшить загрязнение воздушного бассей­ на токсичными веществами. Однако утилизация сбросных газов нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий на фа­ кельных установках не является рациональным методом защиты

ском химическом комбинате ликвидировать «лисьи хвосты», на Омском нефтеперерабатывающем комбинате погасить четыре промышленных факела, на Сумгаитском заводе синтетического каучука демонтировать две дымовые трубы высотой 80 м.

Мероприятия по охране воздушного бассейна на нефтепере­ рабатывающих и нефтехимических предприятиях должны быть направлены на повышение культуры производства, строгое со­ блюдение технологического режима, усовершенствование техно­ логии с целью снижения газообразования, максимальное исполь­ зование образующихся газов, уменьшение потерь углеводородов на объектах общезаводского хозяйства, сокращение выбросов вредных веществ в период неблагоприятных метеоусловий, раз­ работку и усовершенствование методов контроля и очистки выбросов в атмосферу.

Г Л А В А 2

ОХРАНА ВОДНОГО БАССЕЙНА ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ

2.1. НОРМИРОВАНИЕ ВОДОПОТРЕБЛЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность относится к водоемким отраслям народного хозяйства и уступа­ ет по водопотреблению лишь энергетике, металлургии, химиче­ ской промышленности и коммунальному хозяйству. Большую часть воды используют для охлаждения и конденсации продук­ товых потоков. В значительной части технологических процессов воду потребляют как растворитель или реагент, вводят в виде пара. Вода, пройдя тот или иной производственный цикл, пре­ терпевает различные изменения либо безвозвратно теряется. Образующиеся сточные воды содержат растворимые и нераство­ римые органические и неорганические вещества, включая ток­ сичные.

Количество сточных вод определяют в зависимости от мощ­ ности предприятия по укрупненным нормам водопотребления и водоотведения. Норма водопотребления — целесообразное ко­ личество воды, необходимое для производственного процесса и установленное на основании научно обоснованного расчета или передового опыта. Норма водоотведения — количество сточных вод, отводимых от промышленного предприятия в водоем, при целесообразной норме водопотребления.

Укрупненная норма водопотребления включает весь расход воды на предприятии. Укрупненная норма водоотведения для

230 м3, 1 т хлеба — 3 м3; выпуске одного автобуса — 80 м3 и т.д. Норма водоотведения бытовых сточных вод от населенных пунктов и городов зависит от степени благоустройства районов жилой застройки и колеблется в пределах 125—350 л/сут на од­ ного жителя.

Сточные воды — это воды, использованные на бытовые, про­ изводственные или другие нужды и загрязненные различными примесями, изменившими их первоначальный химический состав и физические свойства, а также воды, "стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий в результате выпадения атмосферных осадков или поливки улиц. В среднем 1 м3 недостаточно очищенных сточных вод промышленного про­ изводства делает не пригодными к использованию 10—50 м3 воды поверхностных источников.

Промышленные сточные воды разделяют на загрязненные, непосредственно контактировавшие с химическими веществами, и на условно чистые, применяемые в основном для целей охлаж­ дения или нагревания в теплообменной аппаратуре.

Четкая классификация промышленных стоков затруднена из-за разнообразия загрязнений в них. На химических пред­ приятиях стоки даже одинаковых цехов нередко отличаются по составу. В соответствии с одной из классификаций выделяют две основные группы сточных вод: содержащие органические вещества; содержащие неорганические примеси.

К первой группе относятся сточные воды нефтеперерабаты­ вающих и нефтехимических заводов, предприятий органического синтеза и синтетического каучука, коксохимических, газослан­ цевых и др. Они содержат нефть и нефтепродукты, нафтеновые кислоты, углеводороды, спирты, альдегиды, кетоны, поверхност­ но-активные вещества, фенолы, смолы, аммиак, меркаптаны, се­ роводород и др.

Ко второй группе относятся сточные воды содовых, серно­ кислотных, азотнотуковых заводов, обогатительных фабрик свинцовых, цинковых, никелевых руд, шахт и рудников, катализаторных фабрик и др. Они содержат кислоты, щелочи, соли, сернистые соединения, ионы тяжелых металлов, взвешенные ми­ неральные вещества и др.

Для нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химиче­ ской промышленности характерны сточные воды обеих групп.

Нефть и нефтепродукты относятся к числу наиболее распро­ страненных и опасных загрязняющих веществ природных вод. Помимо углеводородов в них находятся кислород-, серо- и азот­ содержащие соединения. Малосернистые нефти содержат до 0,5% серы, высокосернистые — свыше 2%. Содержание азота и кислорода колеблется от десятых долей до 1,2—1,8%. В нефтях обнаружено свыше 20 различных элементов (V, Ni, Са, Mg, Fe, Al, Si, Na и др.).

Поступившая в воду нефть образует слой сначала на поверх­ ности, при этом легкие углеводороды начинают испаряться.

В водный раствор переходят жирные, карбоновые и нафтеновые кислоты, а также фенолы, крезолы. Через несколько суток после поступления нефтепродуктов в воду и результате химического и биохимического разложения образуются другие растворимые соединения — окисленные углеводороды, токсичность которых значительно выше, чем неокисленных углеводородов. Часть со­ держащейся в воде нефти и продуктов ее разложения сорбиру­ ют донные отложения, причем наибольшей сорбционной спо­ собностью обладают глинистые илы. Оседающие на дно отмер­ шие водоросли сорбируют растворенные в воде металлы, преж­ де всего цинк. При разложении растительных остатков в при­

дисперсионному составу загрязняющего вещества. В соответст­ вии с этой классификацией выделяют четыре группы сточных вод:

содержащие нерастворимые в воде примеси с величиной ча­ стиц 10-5—10~4 м и более;

представляющие собой коллоидные растворы; содержащие растворенные газы и молекулярно-растворимые

органические вещества; содержащие вещества, диссоциирующие на ионы.

Такая классификация позволяет предложить для каждой группы определенные методы очистки сточных вод.

Основные принципы выбора системы сбора и очистки сточ­ ных вод — необходимость максимального уменьшения количест­ ва сточных вод и снижения содержания в них примесей; воз­ можность извлечения из сточных вод ценных примесей и их последующей утилизации; повторное использование сточных вод (исходных и очищенных) в технологических процессах и систе­ мах оборотного водоснабжения.

| Сокращение потребления воды и уменьшение загрязнения водоемов возможно при создании технологических систем, обес­ печивающих многократное использование воды без сброса за­ грязненных сточных вод в водоемы (добавление исходной, воды вызвано только технологической необходимостью и естественны­ ми потерями). Организация производства с минимальными от­ ходами предполагает разработку новых технологических про­ цессов с сокращенными потреблением исходной воды и образо­ ванием сточных вод либо с исключением воды из технологиче­ ских операций; локальную обработку сточных вод с утилиза­ цией ценных компонентов и подготовкой воды для повторного использования; создание системы оборотного водоснабжения, включающей использование паводковых вод и атмосферных осадков, отводимых с территории предприятия.

держание кислорода в водоеме значительно уменьшается либо он потребляется полностью. Это вызывает гибель планктона, бентоса, рыбы и других организмов, живущих в водоеме и нуж­ дающихся в кислороде. Одновременно усиленно развиваются анаэробные микроорганизмы, биологическое равновесие нару­ шается, возникает загнивание водоема. Следовательно, необхо­ дима очистка стоков до такой степени, чтобы при сбросе их

6 водоемы и смешении с водой водоема БПК соответствовала норме, установленной санитарными правилами.

Для нормирования содержания вредных веществ в воде во­ доема применяют три лимитирующих показателя вредного дей­ ствия (пороговые концентрации, мг/л). Санитарно-токсикологи­ ческий показатель лимитирует токсическое действие данного вещества на людей и животных; общесанитарный — нормирует влияние этого вещества на природные свойства водоема и его способность обезвреживать органическиег вещества; органолеп­ тический— характеризует вкус, запах, цвет воды водоема после смешения со сточными водами.

Предельно допустимой концентрацией (ПДК) вредного ве­ щества в воде водоемов, используемой для питьевых и культур­ но-бытовых целей, считается максимальная концентрация, ко­ торая не оказывает прямого или опосредованного влияния на здоровье настоящего и последующих поколений, выявляемого современными методами исследования, при воздействии на ор­ ганизм человека в течение всей жизни и не ухудшает гигиени­ ческие условия водопользования.

Критерий качества (пригодности) воды для рыбохозяйствен­ ного водопользования определяется наличием в воде условий,, обеспечивающих запасы промысловых рыб и других водных ор­ ганизмов и определенный уровень их уловов. Предельно допу­ стимой считается концентрация вещества, которая не влияет отрицательно на санитарный режим водоема и водные организ­ мы наиболее слабого биологического звена по отношению к дан­ ному веществу.

ПДК вещества в воде водоемов устанавливают по тому по­ казателю вредного действия (санитарно-токсикологическому, общесанитарному, органолептическому), которому соответствует наименьшая пороговая или подпороговая (для санитарно-ток­ сикологического) концентрация (табл. 10). Этот показатель определяет наиболее вероятное неблагоприятное действие наи­ меньших концентраций загрязняющего вещества и называется лимитирующим показателем вредного действия. Нормирование веществ по одному из таких показателей создает известный запас надежности по двум другим показателям.

Со сточными водами в водоем обычно сбрасывается не одно, а несколько вредных веществ. В этом случае при нормировании учитывают совместное действие вредных веществ, для которых уже разработаны и обоснованы ПДК.

В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения» качество воды водоема после сброса в него сточ­ ных вод должно соответствовать следующим основным требова­ ниям: количество растворенного в воде кислорода — не менее 4 мг/л; БПКполн при 20 °С — не выше 3 мг/л; содержание взве­ шенных веществ в воде после сброса сточных вод не должно увеличиваться более чем на 0,25 и 0,75 мг/л для водоемов соот­ ветственно первой и второй категорий; минеральный осадок —

* Нормируется по органолептическому показателю вредного действия.

**То же, по санитарно-токсикологическому (на организм животных).

***То же, по общесаннтарному.

тов; в воде не должны содержаться ядовитые вещества в кон­ центрациях, оказывающих вредное действие на людей и живот­ ных. Категорически запрещается сбрасывать в водоемы радио­ активные сточные воды. Выполнение этих требований обяза­ тельно для проектировщиков, строителей и эксплуатационников. За и.х соблюдением установлен надзор, и виновные в их нару­ шении наказываются по закону. Правила ориентируют на преи­ мущественное сокращение объемов сточных вод с вредными примесями путем внедрения прогрессивных технологий и водо­ оборотных циклов.

изводства топлив, масел, углеводородного сырья химических процессов (нефтеперерабатывающая промышленность) относят­ ся к водоемким. Большую часть воды расходуют для охлажде­ ния и конденсации продуктовых потоков. В значительной части технологических процессов воду используют как растворитель или вводят в виде пара. Воду применяют и как реагент хими­ ческих реакций.

На современных отечественных предприятиях удельный рас­ ход свежей и количество сточных вод соответствуют показате­ лям, достигнутым на аналогичных зарубежных заводах. На НПЗ Канады норма образования сточных вод составляет, например, 0,8—1,58 м3/т. В Западной Европе на заводах топ­ ливного профиля достигнут весьма низкий расход свежей во­ ды— 0,07—0,13 м3/т, количество сточных вод — 0,12—0,15 м3/т. Однако эти показатели существенно различны для однотипных предприятий. Расход оборотной воды также колеблется в широ­ ких пределах: от 0,88 до 28,8 м3/т в Канаде и от 0,14 до 36,8 м3/т в Западной Европе. Средний удельный расход свежей воды на отечественных заводах топливного и топливно-масля­ ного профиля— 1,03—1,3 м3/т, для новых предприятий расход планируется на уровне лучших действующих заводов — 0,12 м3 на 1 т нефти. Основные пути улучшения водообеспечения про­ мышленных предприятий следующие:

разработка новых технологий, характеризующихся сокраще­ нием потребляемой воды и образующихся загрязненных стоков либо полным исключением воды из технологических операций; создание локальных систем обезвреживания стоков отдель­ ных производств, включающих извлечение из них и утилизацию ценных компонентов, подготовку очищенной воды к повторному

использованию; организация замкнутых водооборотных систем, включая

сбор и использование очищенных сточных вод, паводковых вод

иатмосферных осадков с территории предприятий. Существенное снижение водопотребления достигается при

замене водяного охлаждения воздушным. Действующими в от­ расли нормами технологического проектирования водяное ох­ лаждение допускается лишь в тех случаях, когда по каким-ли­ бо причинам воздушное охлаждение невозможно. Аппараты воздушного охлаждения могут быть использованы вместо гра­ дирен для отвода избыточного тепла воды. Градирни открытого типа сложны в эксплуатации, в обычных условиях унос капель­ ной влаги из градирен достигает 0,3% и более, при этом в райо­ не градирен загрязняются воздушный бассейн и почва. Особен­ но эффективны закрытые оборотные системы с аппаратами воз­ душного охлаждения высокозастывающих продуктов.