Введение

В технологических процессах добычи, переработки и транспорта нефти и нефтепродуктов образуется большое количество нефтесодержащих сточных вод, являющихся одним из загрязнителей окружающей среды. На каждую тонну перерабатываемой нефти расходуется 85 т воды.

Нефтесодержащие сточные воды, являясь наиболее распространенными и опасными загрязнителями почв, природных вод и атмосферы, одновременно являются ценным вторичным сырьем. Нефтепродукты, извлекаемые из сточных вод, могут быть возвращены в производство.

Постоянное совершенствование производственных процессов добычи и переработки нефти приводит к изменению состава сточных вод и вызывает необходимость разработки новых технологических приемов и схем очистки воды. Современная тенденция по сокращению сброса в водоемы сточных вод и созданию замкнутых производственных циклов водоснабжения приводит к разработке рациональных систем водоотведения нефтепромыслов, баз и нефтехимических предприятий, совершенствованию технологий глубокой очистки сточных вод.

В ходе выполнения контрольной работы студент должен освоить теоретический материал и получить навыки решения задач проектирования, строительства и эксплуатации систем водоотведения предприятий, сточные воды которых содержат нефтепродукты.

Содержание и объем контрольной работы

Контрольная работа объемом 12-15 страниц формата А4 с рамкой и основной надписью состоит из двух частей: теоретической, включающей ответы на вопросы по водоотводящим системам нефтепромыслов, баз и нефтехимических предприятий, и расчетной, в которой необходимо рассчитать сооружения для механической и физико-химической очистки нефтесодержащих сточных вод (в зависимости от варианта).

Ответы на вопросы сопровождаются необходимыми схемами и чертежами.

Все рисунки и таблицы должны иметь номер и название. В конце контрольной работы помещают список использованной литературы. Ссылки на литературу в тексте приводятся в квадратных скобках.

1. Общие сведения о водоотводящих системах нефтепромыслов, баз и нефтехимических предприятий

Сточные воды нефтяных месторождений содержат в большом количестве минеральные соли, нефтепродукты, механические примеси и другие загрязнения. Из-за высокой минерализации они не могут быть сброшены в водоем даже после очистки от нефтепродуктов и других загрязнений. Использование нефтепромысловых сточных вод в системах поддержания пластового давления (ППД) – прогрессивное техническое и природоохранное решение.

Пластовые сточные воды (ПСВ) при применении их для заводнения нефтяных пластов имеют преимущества перед пресными. Более высокая минерализация и вязкость, содержание ПАВ приводят к тому, что ПСВ обладают лучшей нефтевымывающей способностью. Коэффициент нефтеотдачи пласта при использовании ПСВ на 5 – 10 % выше, чем для пресных вод. Степень уменьшения водопроницаемости коллекторов, связанная с явлениями гидратации и набухания глинистых пород пласта, под влиянием высокоминерализованных ПСВ меньше, чем под влиянием пресных. Температура ПСВ выше, чем температура вод природных источников, что оказывает благоприятное влияние на приемистость нагнетательных скважин.

Использование ПСВ для систем ППД накладывает специфические ограничения на все процессы, связанные с подготовкой и закачкой их в пласт. В связи с высокой агрессивностью воды к бетону и металлу требуется проведение специальных мероприятий по защите оборудования и трубопроводов. Присутствие в ПСВ нефти, углеводородных газов и сероводорода делает их токсичными и опасными в пожарном отношении. Необходима очистка ПСВ от нефтепродуктов, механических примесей и окисного железа.

Нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) относятся к промышленным предприятиям с большим потреблением воды.

Количество и качество сточных вод, образующихся в процессе переработки нефти, зависят от состава нефти, глубины ее переработки.

Вода на НПЗ используется для охлаждения нефтепродуктов и оборудования, для обессоливания нефти, промывки топлива после защелачивания, для приготовления щелочных растворов и для других технологических целей.

Основные технологические процессы переработки нефти:

• Подготовка нефти к переработке (обезвоживание и обессоливание на электрообессоливающих установках ЭЛОУ);

• Первичная переработка нефти (атмосферная и вакуумная перегонка нефти);

• Вторичная деструктивная переработка нефти (крекинг, риформирование, гидрогенизация, изомеризация и др.);

• Получение масел и парафинов;

В составе НПЗ имеются: товарно-сырьевая база (резервуарные парки), ТЭЦ, вспомогательные производства, где также образуются сточные воды.

Наличие большого числа групп сточных вод, имеющих разные степень загрязненности и состав загрязнений, привело к необходимости разделения их на две системы. Самостоятельное отведение различных видов сточных вод позволяет обеспечить их эффективную очистку и возможность максимального возврата очищенной воды в систему оборотного водоснабжения.

I система канализации служит для отведения и очистки производственно-дождевых нейтральных сточных вод, загрязненных нефтепродуктами и механическими примесями.

II система канализации служит для отведения и очистки эмульсионных и химически загрязненных сточных вод, содержащих нефтепродукты, реагенты, сернистые соединения, щелочи, соли и другие органические и неорганические вещества.

Технология очистки нефтесодержащих сточных вод определяется фазово-дисперсным состоянием образовавшейся системы «нефтепродукт-вода». Поведение нефтепродуктов в воде обусловлено: меньшей их плотностью по сравнению с плотностью воды; малой растворимостью в воде, которая для тяжелых сортов близка к нулю.

Основные методы очистки нефтесодержащих сточных вод:

• Механическая очистка: отстаивание, фильтрование, центрифугирование.

• Физико-химическая очистка: флотация, коагуляция и флокуляция, коалесценция, сорбция, электрохимические методы.

• Биологическая очистка.

Ввиду сложности состава очищаемых нефтесодержащих сточных вод и высоких требований к степени очистки в технологических схемах очистных станций используются комбинации различных методов.