ДОРОГА В ЧИСТЫЙ МИР

Современные подходы к охране окружающей среды и методам обезвреживания промышленных отходов, образующихся при добыче и переработке нефти.

По данным ЮНЕСКО на начало 90-х годов общие капиталовложения в охрану окружающей среды в промышленно-развитых нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих странах составили около 11,3% суммарных капитальных вложений на эти отрасли промышленности. Причем, основные расходы (более 60%) приходятся на охрану воздушной среды, а именно: сокращение вредных выбросов и взвешенных частиц (дыма) в атмосферу, снижение выбросов с парогенераторов, котельных, улавливание легких углеводородных компонентов нефти в резервуарах товарных парков и т.п.

Так в США принят специальный закон "О чистом воздухе", который содержит перечень 189 химических веществ, выбрасываемых промышленными предприятиями в атмосферу и которые подлежат обязательному контролю. В соответствии с этим законом, источник, выбрасывающий хотя бы одно из перечисленных веществ в количестве более 10 т/год или любую комбинацию (смесь) из перечисленных веществ более 25 т/год, должен быть обязательно оснащен техническим оборудованием, технологией и системой обеспечивающих контроль за выбросами и предотвращающих превышение указанных предельных значений вредных выбросов.

Причем, если до 1995 г. ставилась в законодательном порядке задача стабилизировать вредные выбросы в атмосферу на уровне 1990 г., то к 2000 г. все предприятия должны обеспечить снижение вредных выбросов в атмосферу на 10%, а к 2005 г. на 20%. Предприятия, не обеспечивающие достижения указанных показателей вредных выбросов в атмосферу, будут вынуждены выплачивать огромные штрафы, что равнозначно их закрытию.

Вторые, по объему капитальные вложения (около 25%) в охрану окружающей среды, связаны с очисткой воды, т.е. реконструкцией существующих и строительством новых сооружений на промышленных объектах по очистке и доочистке сточных вод. При этом, проблема заключается не только в переходе на новые безводные и маловодные технологии или использование в максимальной степени оборотного водоснабжения, но и в разработке таких методов и средств очистки и подготовки сточных вод, особенно крупных производственных объектов, чтобы можно было бы их использовать как основу для пополнения запасов подземных пресных вод.

Далее, на долю ливневых стоков и талых вод, поступающих с разных объектов, приходится 5-15% РИЗ, гидро-энергетики-5-15% РИЗ и на прочие слабо очищенные промышленные стоки до 10% РИЗ.

И, наконец, третье главное направление капиталовложений в охрану окружающей среды связано с сдерживанием все возрастающих объемов загрязнения почвы, особенно плодородных пахотных земель жидкими и твердыми промышленными отходами. Решение данной проблемы настолько сложно и многогранно, что многие высокоразвитые страны для себя нашли более экономически приемлемое решение вывозить опасные в экологическом отношении промышленные отходы для захоронения на территориях малонаселенных или слаборазвитых стран.

Так, в 1992 г. стоимость захоронения 1 т промышленных отходов в странах Африки составляла 40 долл. США, а в США колебалась в пределах 450-500 долл./т.

В чем причина, что несмотря на такие большие затраты на решение природоохранных проблем экологии, даже в таких высокоразвитых странах как США, Япония, ФРГ, Франция и др. до сих пор не найдены оптимальные пути утилизации жидких и твердых промышленных отходов?

Парадокс заключается в том, что с первого взгляда безотходная технология, исключающая сброс каких-либо вредных веществ в атмосферу или со сточными водами, представляет с экологической точки зрения безоговорочно заслуживающей внимание. Однако, понятие "безотходный" в данном случае не относится к твердым отходам.

В любой технологии переход к безотходным процессам приводит к увеличению количества твердых отходов, которые должны быть ликвидированы.

Например, по данным американских специалистов, на НИЗ перерабатывающем в пределах. 15-16 тыс. тонн нефти в сутки, только в технологических процессах глубокого обезвоживания и обессоливания нефти должно выделяться из нефти 26-30 тонн (в расчете на сухую массу) всевозможных вредных солей и твердых механических примесей. Однако эти вещества выщеляются не в 100% виде, а в форме отходов, именуемые нефтешламами и содержат в своем составе до 30% нефти (нефтепродуктов) и 30-50% воды. Поэтому, реально на НИЗ в сутки образуется более 100 тонн и, соответственно, в год около 40 000 тонн. экологически вредных твердых или пастообразных нефтесодержащих отходов.

Законодательством США о земле запрещено хранение в земляных амбарах нефтесодержащие отходы, образующиеся при бурении, добыче, сборе, подготовке и переработке нефти.

Если же строить герметичные амбары, обеспечивающие безопасное хранение таких отходов, то, как показывает практика, удельные затраты на их сооружение, по данным ряда производственных объектов США, составляют величину порядка 300 долл. США на 1 т нефтешлама. Это без учета расходов на доставку шлама в шламохранилища и герметизацию самих шламохранилищ.

В итоге, на НПЗ мощностью 16 тыс. т. нефти в год, расходы на решение проблемы хранения нефтешламов составляют около 10,8 млн. долл./год.

Поэтому, в любом варианте реализации безотходной технологии для ликвидации жидких и твердых отходов, образующихся при этой технологии, могут потребоваться очень большие затраты.

В этой связи, на наш взгляд, особую актуальность имеют работы, направленные на реализацию наиболее рациональных, экологически и экономически приемлемых методов обезвреживания и утилизации жидких и твердых отходов, в частности, различного типа нефтешламов, образующихся при добыче и переработке нефти.

Анализ достижений современной науки и техники, направленных на решение данной проблемы, показывает, что несмотря на кажущееся многообразие технологий, методов и средств обезвреживания твердых и жидких нефтесодержащих отходов (нефтешламов), все они могут быть классифицированы на две основные группы по следующим признакам:

- методы и средства обезвреживания и утилизации нефтесодержащих отходов без какого-либо предварительного извлечения из них ценных углеводородных компонентов;

- методы и средства, рассматривающие крупнообъемные хранилища нефтешламовых отходов как вторичное сырье для получения их них определенного количества товарной продукции (например, нефти или нефтепродуктов) и экологически инертного (не содержащего растворимых в воде солей и летучих компонентов) для захоронения твердого концентрата.

Обе группы содержат самые разнообразные методы и средства воздействия на нефтесодержащие отходы, среди которых наиболее часто используется тепловое воздействие (включая сжигание, крекирование, обработка перегретым паром, и т.п.), физико-химическая обработка (использование различных химических агентов (моющих, диспергирующих, эмульгирующих, флокулирующих и т.п.), применение физических методов разделения (фильтрование, центрифугирование, статическое и динамическое отстаивание, флотация и др.), биологическая обработка (с использованием естественных почвенных бактерий или специально выведенного штамма, биогенных добавок, и т.д.).

Указанные технологии в отдельности имеют крайне ограниченную область применения. Поэтому, в современных технологических комплексах переработки нефтесодержащих отходов чаще всего предусмотрено совместное или комбинированное использование различных технологических методов и средств.

Так, АО "ПО "ЛУКойл-Волга", решая проблему безотходной технологии -переработки нефтешламов различного типа на НСП НГДУ "Богатовскнефть" (г.Нефтегорск, Самарской области), было вынуждено разрабатывать и внедрять целый ряд принципиально новых, взаимосвязанных и необходимых технологий и техники их переработки. Например, таких как

- технология и техника обработки ("стирки") стойких ловушечных эмульсий с повышенным содержанием механических примесей, позволяющая выделять из нефтяной фазы механические примеси без применения дорогостоящего оборудования;

- комбинированная технология переработки высоковязких нефтешламов и отработанных буровых отходов с использованием пресс-фильтров непрерывного действия; технология применения выделенных на пресс-фильтрах концентрированных остатков (кека) в качестве сырья для получения сверхлегкого керамзита и керамзитобетона;

- технология применения выделенной в процессе переработки нефтешламов воды в качестве ценного агента для повышения нефтеотдачи пластов.

Сточные воды, образуемые в процессе переработки нефтешлама, являются активными водами, (содержат определенное количество ПАВ, полиэлектролитов и обладают определенными нефтеотмывающими свойствами) в полном объеме используются в системе поддержания пластового давления.

Таким образом, с пуском на НСП НГДУ "Богатовскнефть" в эксплуатацию всего комплекса сооружений и установок по переработке нефтешламов, решаются не только перечисленные выше технические вопросы (без чего применение фильтрационной установки австрийской фирмы "Машиненфабрик Андритц АГ" на данном объекте нефтедобычи было бы неэффективным), но и открывается возможность впервые рентабельно осуществлять действительно экологически приемлемые безотходные технологии переработки любого типа нефтесодержащих отходов.

- отсутствие отработанных, экологически приемлемых и экономически выгодных технологических комплексов по безотходной переработке любого типа нефтешламов и замазученного грунта, которые можно было бы применять на объектах нефтедобычи;

- отсутствие у предприятий заинтересованности (материальных стимулов) заниматься решением проблемы переработки нефтесодержащих отходов;

Однако, прежде чем принимать решение, по какой технологии и технике перерабатывать нефтешламы на конкретном объекте нефтедобычи или нефтепереработки, необходимо иметь четкое представление о количестве накопленного нефтешлама, основных источниках его образования и прогнозной оценке ежегодного объема формирования того или иного типа нефтешлама.

Как показывает практика, даже в этом, казалось бы, простом вопросе до сих пор нет единого методического подхода не только в проведении предварительных исследований, но и в послойном отборе представительных проб нефтешламов и анализе их компонентного состава при обследовании шламонакопителей.

3. ИЦ АО "ЛУКойл-Волга", располагающий определенными наработками в решении проблемы переработки нефтесодержащих отходов, готов осуществлять методическое обеспечение и координацию работ по реализации разработанных технологических комплексов переработки нефтешламов на других объектах нефтедобычи.