CC BY
49УДК 502.172:622.24
Нагиев Ф.Ш. диссертант,
химико-технологический факультет, кафедра «Нефтехимическая технология и промышленная экология», Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности,
Баку, Азербайджанская Республика
Nagiyev F.Sh.
Dissertation Candidate, Faculty of chemistry and technology, Department of petrochemical technology and industrial ecology Azerbaijan State University of Oil and Industry, Baku, Republic of Azerbaijan E-mail: aygun.b74@mail.ru
Актуальность переработки буровых шламов пиролизным методом The relevance of the processing of drilling sludge by pyrolysis method
Аннотация: В данном тезисе рассмотрены актуальные проблемы и современные решения накопления, захоронения и переработки бурового шлама. Проанализирован опыт развитых стран, а также отечественные разработки в области их сбора, транспортировки, переработки, утилизации и обезвреживания. Особенностью настоящей работы является комплексный подход к решению актуальных проблем использования буровых шламов и их ценных компонентов, их выгода в эколого-экономической сфере.
Abstract: This thesis discusses current problems and modern solutions for the accumulation, burial and processing of drilling sludge. The experience of developed countries, as well as domestic developments in the field of their collection, transportation, processing, disposal and neutralization are analyzed. The peculiarity of this work is an integrated approach to solving urgent problems of using drilling mud and their valuable components, their benefits in the ecological and economic sphere.
Ключевые слова: переработка; утилизация; буровые шламы; загрязнение; нефть; окружающая среда; отходы нефтяной промышленности; нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие предприятия; энергетические ресурсы.
Keywords: processing; utilization; drilling sludge; pollution; oil; environment; waste from the oil industry; oil producing and refining enterprises; energy resources.
Введение. Азербайджан является одной из ведущих стран по добыче, переработке нефти и нефтепродуктов. Вместе с увеличением добычи нефти, ростом объемов ее переработки и перевозки, возникают вопросы утилизации увеличивающихся загрязнений нефтедобычи и отходов нефтехимической отрасли. Нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие предприятия наносят колоссальный вред окружающей среде и тем самым нарушают экологическую систему не только определенного региона, но и всей Земли. Отходы нефтяной отрасли являются одними из главных источников выбросов вредных веществ в атмосферу (47,2%), сброса загрязненных сточных вод (26,8%), твердых отходов (свыше 32%). Среди всех отходов нефтяной и нефтехимической отрасли, пагубно влияющих на все оболочки природной среды, в частности, на гидросферу (подземные и наземные воды), почвенно-растительные покровы, атмосферу, особую опасность представляют нефтяные шламы. Буровые шламы - это вырубленные породы, появляющиеся при бурении скважин. Все они могут нанести ощутимый вред природе [2].
Утилизация буровых шламов и отходов бурения ставит перед отраслью немалые проблемы в силу разнообразия состава буровых растворов. Количество бурового шлама от одной скважины условно принимается за 120% полного объема скважины (не учитывая объем промывочной среды). Химический и минералогический состав зависит как от типа раствора, так и от типа разбуриваемой породы. Гранулометрический состав также зависит как от породы, так и от типа бурового раствора. Из вышесказанного нетрудно понять, что единого эффективного метода обращения с отходами бурения нет и быть не может [3].
Способы переработки бурового шлама:
1. Термическая переработка: технологическое сжигание, термоконденсация, пиролиз, получение битумов.
2. Механическая переработка: депонирование на специальных картах, центробежное разделение, вакуумное фильтрование под давлением.
3. Химический метод: Осветление реагентами, отверждение с неорганическими добавками (жидкое стекло, глина) и органическими добавками (синтетические смолы).
4. Биологическое: внесение особых микроорганизмов на местах депонирования или на полигонах.
Термические способы утилизации буровых шламов и буровых растворов из вышеприведенной таблицы — наиболее эффективные вследствие своей универсальности.
Переработка такого вида отходов может быть экономически выгодной и вполне целесообразной. Уже сейчас из буровых шламов получают много полезных продуктов, в частности, бурильное масло, топливо для котельных установок, некоторые строительные материалы, а также очищенную воду [4].
Исследования и обсуждения. Стоит заметить, что далеко не все предприятия ведут борьбу с накоплением отходов вредящих экологическим системам. Помимо этого, некоторые предприятия, которые ведут активную деятельность в этой области, не полностью справляются с этой задачей. В данном случае эффективность процесса утилизации определяется тем, насколько хорошо предприятие может извлечь все ценные элементы для повторного использования, а остальные отходы сделать безопасными [4, 5]. Зачастую такая эффективная и чистая утилизация буровых шламов является для предприятий нефтяной отрасли сложной задачей. Это связано с несколькими факторами.
1. Несмотря на то, что утилизация буровых шламов направлена на улучшение экологических систем, некоторые устаревшие методы, применяемые
во многих странах мира, могут навредить окружающей среде прямым или косвенным способом.
2. Стоит отметить, что химический состав буровых шламов достаточно сложный, поэтому не все фракции шламов возможно переработать или сжечь. Помимо этого, нефтяные шламы отличаются также по своему составу и свойствам, которые зависят от состава сырой нефти. В связи с этим, применение уже существующих высокотехнологичных методов переработки шламов, таких как десорбция, декантерный метод, может быть затруднен, так как данные технологии работают только с определенным составом продукта.
3. Недостатком для многих известных технологий переработки и утилизации шламов является их энергетические, материальные и финансовые затраты на их реализацию, а также низкая производительность. Внедрение определенной утилизирующей или перерабатывающей технологии затрудняется несколькими моментами: как отмечено выше, это состав используемого сырья, соотношения в них неорганических и органических компонентов, экологических требований, и помимо прочего от технических возможностей и профиля предприятия. Все вышеупомянутые факторы делают сложной полную и интенсивную переработку нефтешламов с максимальной экологической безопасностью для окружающей среды.
В 2016 году в Азербайджане компании SOCAR и BP ввели в эксплуатации центр управления нефтяными отходами, общая площадь которого составляет 40 га. В центре смонтированы 2 установки по переработке бурового шлама "VacuDry" немецкой компании Econ Industries Gmbh. Производственная мощность центра составляет 100 тыс. тонн в год.
В Центре управления нефтяными отходами имеется 4 резервуара, каждый способен вместить до 50000 м нефтяных отходов. В данный момент, многие нефтяные компании, занимающиеся нефтяной отраслью в Азербайджане сдают в данный центр нефтешламы и другие нефтяные отходы полученные при их
деятельности. Данные отходы утилизируются или перерабатываются на современных заводах.
В основе процесса переработки бурового шлама (помимо бурового, на данной установке можно перерабатывать любые нефтехимические отходы) на основе перерабатывающей установки "Vacudry" лежит спроецированная сушильная камера. Буровой шлам заливается в данный резервуар двумя способами, в зависимости от его плотности и вязкости. В данных сушильных установках буровой шлам начинает нагреваться до 3500С. Для улавливания всех испарений и быстроты процесса используются вакуумные насосы, создающие вакуумную среду в данных сушильных установках. Для нагрева данных камер используется синтетическое масло, которое циркулирует по стенам установки и внутри вала, который проходит по центру сушильной камеры. Вращающийся вал обеспечивает тщательное перемешивание на протяжении всего процесса и гарантирует высокоэффективную передачу тепла продукту. Это в свою очередь позволяет сократить время одного процесса, сэкономить энергию. После испарения, пар проходит через фильтр удаления пыли и других нежелательных частиц. После переработки бурового шлама с помощью данной установки можно получить: воду, бурильное масло и сухой остаток в виде пыли [1].
Вывод. Данный вид переработки является абсолютно безвредным для экологии, является уникальным методом, который не имеет абсолютно никаких выбросов.
Как показывает опыт, именно метод пиролиза является самым эффективным в экологическом и экономическом аспекте. При данном методе не используются дорогостоящие оборудования, а также химикаты. Данный метод никак не вредит окружающей среде, не имеет вредных выбросов в атмосферу.
Исследования в области переработки нефтяных отходов показали, что именно на данных установках можно перерабатывать практически все виды отходов нефтяной и нефтехимической промышленности.
Положительный опыт использования данных установок для переработки буровых шламов и отходов бурения доказывает перспективность повсеместного применения на нефтегазовых месторождениях. Данное решение обеспечит переход к безамбарному бурению, тем самым избавит добывающее предприятие от необходимости обустройства и регистрации объекта размещения отходов, а также его последующей дорогостоящей эксплуатации.
Список литературы
1. Грошева М.А. «Иновационно-инвестиционное обеспечение переработки нефтесодержащих отходов», — Самара, — 2006.
2. Кудеева А.Р. «Проблема переработки и утилизации нефтяных шламов». — №2, — 2014, — с. 126-134.
3. Alireza Bahadori. «Waste Management in the Chemical and Petroleum Industries, Second Edition», 16 September, 2019. DOI:10.1002/9781119551744.
4. M. Chambón. «Sludge treatment», — 1991.
5. Mamdouh F. Abdel-Sabour. «Oil & Gas industry Waste Management», — Egypt, December, — 2015.
