
Источники нефтесодержащих загрязнителей
Нефтешлам
Образуется на следующих технологических стадиях: донные отложения в резервуарах для сырой нефти, отложения в электродегидраторах, остаточное масло из нижней части атмосферно-вакуумной трубчатой печи, отложения в системе каталитического крекинга, в нижней части сепаратора гидроочистки, а также в системе холодной воды замедленного коксования и т.д.
I. Источники нефтесодержащих загрязнителей
1. Нефтесодержащий флотошлам
Образуется в водохозяйственных подразделениях в процессе флотации при водоподготовке.
2. Нефтешлам
Образуется на следующих технологических стадиях: донные отложения в резервуарах для сырой нефти, отложения в электродегидраторах, остаточное масло из нижней части атмосферно-вакуумной трубчатой печи, отложения в системе каталитического крекинга, в нижней части сепаратора гидроочистки, а также в системе холодной воды замедленного коксования и т.д.
3. Эмульсионная загрязнённая нефть
Образуется на следующих стадиях: хранение и транспортировка сырой нефти, атмосферно-вакуумная перегонка, отбор воды из электродегидраторов, гидроочистные установки, очистка фильтров, системы хранения и транспортировки, отстаивание и отбор воды в резервуарных парках, замедленное коксование, холодная вода коксования, а также нефтеловушки очистных сооружений нефтепереработки.
При переработке сырой нефти с высоким содержанием легких фракций количество вышеуказанных нефтесодержащих загрязнителей меньше. При переработке сырой нефти с высоким содержанием серы, тяжёлой и вязкой нефти количество вышеуказанных нефтесодержащих загрязнителей больше.
II. Трудности переработки нефтесодержащего флотошлама, нефтешлама и эмульсионной загрязнённой нефти
1. В отношении макроскопических характеристик
Нефтесодержащие загрязнители состоят из трёх фаз: нефтяной, водной и твёрдой. Они содержат не только тяжёлые компоненты, такие как смолы и асфальтены, но также ионы тяжёлых металлов и различные химические добавки, например поверхностно-активные вещества, полимеры. На границе раздела нефть-вода асфальтены и твёрдые частицы через специфические взаимодействия образуют двуслойную мембранную структуру с особыми механическими свойствами, которая одновременно обладает вязкоэластичностью и жёсткостью, эффективно подавляя процесс коалесценции эмульсионных капель. В то же время большое количество смол и асфальтенов в системе приводит к высокой вязкости материала и проявлению типичного псевдопластичного поведения, эффекта истончения при сдвиге. Эти реологические характеристики серьёзно влияют на эффективность разделения.
2. В отношении микроскопических характеристик
Наблюдается специфическое межфазное взаимодействие. Молекулы асфальтенов могут посредством различных межмолекулярных сил, таких как водородные связи и электростатические взаимодействия, сильно адсорбироваться на минеральных частицах, например, силикатах, карбонатах, глинах, образуя в системе стабильную трёхмерную сетчатую структуру. Кроме того, минеральные частицы наноразмера, например, глинистые, обладают способностью к самопроизвольной адсорбции на границе раздела нефть-вода, что усиливает стабильность эмульсии. Эти микроскопические структурные особенности взаимосвязаны с макроскопическими проявлениями. Именно эта многоуровневая структурная сложность является основной причиной трудностей при переработке нефтесодержащих шламов.
III. Вред нефтесодержащих загрязнителей
Нефтесодержащие загрязнители имеют сложный состав и высокую степень опасности, что стало одной из ключевых проблем, сдерживающих зелёное развитие нефтехимической промышленности. С усилением экологических требований во всём мире и реализацией целей по достижению углеродной нейтральности эффективная переработка нефтесодержащих шламов и их использование в качестве ресурсов сталкиваются с огромными вызовами.
Они обладают свойством легко накапливаться в оборудовании, что не только приводит к снижению эффективности теплопередачи и увеличению энергопотребления, но и снижает объёмную эффективность использования оборудования, вызывая образование отложений в теплообменниках и засорение трубопроводов. Такие проблемы не только серьёзно влияют на нормальную работу всей системы переработки сырой нефти, но и влекут за собой высокие затраты на природоохранные мероприятия.
С точки зрения охраны окружающей среды и общественного здоровья, нефтесодержащие загрязнители представляют собой опасные отходы со сложным составом и высокой степенью опасности. Содержание тяжёлых металлов в них, включая Ni, Cr, Zn, Pb, Mn, Cu, значительно превышает допустимые нормы, а также они богаты токсичными органическими соединениями, такими как бензолы, фенолы и полициклические ароматические углеводороды.