CC BY
16
УДК 66.02
Я. С. Мухтаров, Р. Ш. Суфиянов, А. А. Стец
АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ГРУНТОВ
Ключевые слова: анализ методов переработки, нефтесодержащий грунт, метод Саати.
Проведен анализ основных методов переработки нефтесодержащих грунтов с использованием иерархической процедуры Саати.
Keywords: Analysis methods of processing, oil-containing soil, Saaty method. The analysis of the main methods ofprocessing of oily soils using a hierarchical procedure Saaty.
Возрастание потребности промышленности нефтехимического комплекса в углеводородном сырье требует вовлечения в переработку нефтесодержащих грунтов (НСГ). Актуальность и масштабность проблемы обусловлены возрастанием аварий на нефте(продукто)проводах в связи с превышением сроков их эксплуатации в результате которых образуется большое количество нефтесодержащих грунтов [1].
Нефтесодержащие грунты имеют большую неоднородность по влажности, по составу органической и минеральной частей, что необходимо учитывать при создании технологических процессов для их переработки.
Известные методы переработки нефтесодержащих грунтов, различаются применяемыми технологиями, конструктивными особенностями, возможностями ресурсосбережения, энерго- и капиталоемкостью.
Выбор наиболее эффективного метода переработки, должен базироваться на принципах сбережения невозобновляемых природных ресурсов и экономической целесообразности применяемых технологий [2], включающих условия наиболее полного извлечения углеводородов, превращения переработанного грунта - конечного продукта утилизации (КПУ) в инертный материал для использования в хозяйственном обороте полученных технически-полезных продуктов.
Проведем оценку I альтернатив на основе сравнения весов ] критериев в условиях неполной информации при условии, что необходимо переработать нефтесодержащий грунт с содержанием нефти порядка 10%, Зададимся целью выбрать наиболее рациональный, но в то же время экономически целесообразный (обеспечивающий приемлемую себестоимость) метод переработки.
В качестве альтернатив рассмотрим наиболее часто используемые методы: низкотемпературной термической десорбции (НТД), трехфазной сепарации (ТФС), термический (Т), экстрагирования (Э), реагентного капсулирования (РК), реагентного капсулирования с предварительным
экстрагированием углеводородов нефти (РКПЭ).
Для оценки методов используем вышеперечисленные критерии: извлечение вторичных сырьевых ресурсов (ИВСР), дальнейшее применение конечного продукта утилизации (ПКПУ) и
экологическая безопасность конечного продукта утилизации (ЭБКПУ).
В случае, когда невозможно четко и объективно оценить и выбрать какой либо вариант из рассмотренных альтернатив, используют процедуру Саати [3].
В соответствии с указанной процедуры осуществляют парные сравнения альтернатив (метод строчных сумм) с проставлением баллов по шкале следующего типа: 1 - одинаковая значимость; 3 -слабая значимость; 5 - существенная значимость; 7 -очевидная значимость; 9 - абсолютная значимость; 2, 4, 6, 8 - ситуация, когда необходимо принимать компромиссное решение.
Сопоставим рассмотренные технологии по вышеперечисленным критериям с расчетом весовых коэффициентов альтернатив. На рис. 1-3 представлены результаты сравнений.
В табл. 1 проведены данные парного сравнения критериев и весовых коэффициентов критериев Р| по степени их важности.
Рис. 1 - Сравнение методов по критерию ИВСР
Таблица 1 - Оценка частных критериев по степени важности
Критерии ИВСР ПКПУ ЭБКПУ Pj
ИВСР 1,00 5,00 0,20 0,28
ПКПУ 0,20 1,00 0,11 0,05
ЭБКПУ 0,20 9,00 1,00 0,67
Сумма 1,00
■ НГД ■ И:I ■ т ■ 3 ■ РК ■ РКП"!
нтд
Рис. 2 - Сравнение методов по критерию ПКПУ
Выбор метода переработки часто обусловлен его стоимостью, и в этой связи важно при минимальных затратах получить необходимый эффект.
В табл. 3 представлены средневзвешенные данные из литературных источников по затратам на переработку одной тонны нефтесодержащего грунта и соответствующие нормированные значения затрат, а также комплексный критерий Б |, представляющий
отношение интегральной оценки, учитывающей ресурсосберегающий и экологический аспекты к стоимости метода.
Таблица 3 - Данные по стоимости переработки НСГ
■ нгд ■ тфс ■ э аРкпэ нРк ■ т
нтд
Рис. 3 - Сравнение методов по критерию ЭБКПУ
В табл. 2 представлены сводные результаты линейной свертки и интегральные оценки альтернатив.
Таблица 2 - Сводные данные
Критерии
ИВСР ПКПУ ЭБКПУ И
НТД 0,36 0,10 0,18 0,23
Л « « ТФС 0,20 0,08 0,05 0,09
Й к Т 0,03 0,21 0,27 0,20
О н Э 0,19 0,08 0,05 0,09
ч < РК 0,03 0,24 0,16 0,13
РКПЭ 0,19 0,29 0,29 0,26
Сумма 1,00
№ Альтернативы Стоимость переработки 1 т НСГ в долл. США Нормированное значение затрат
1. НТД 125 0,21 1,10
2. ТФС 120 0,20 0,45
3. Т 100 0,17 1,18
4. Э 60 0,10 0,90
5. РК 80 0,13 1,00
6. РКПЭ 110 0,19 1,37
Таким образом, сравнение различных известных методов переработки нефтесодержащих грунтов показывает, что одним из методов, наиболее удовлетворяющих условию
эффективность/стоимость, может быть отнесен метод реагентного капсулирования при условии предварительного извлечения из нефтегрунтов углеводородов нефти. Но при этом, следует отметить, что количество используемого реагента зависит от концентрации нефтяного компонента в нефтегрунте [4] и это количество составляет основную долю затрат при переработке нефтесодержащих грунтов методом реагентного капсулирования
Литература
1. Я.С. Мухтаров, Р.Ш. Суфиянов, В.А. Лашков, Вестн. Казан. гос. технол. ун-та, 15, 11, 197-198 (2012).
2. Я.С. Мухтаров, Р.Ш. Суфиянов, В.А. Лашков, Вестн. Казан. гос. технол. ун-та, 15, 17, 220-223 (2012).
3. Т. Саати, Принятие решений. Метод анализа иерархий: пер. с англ. Радио и связь, Москва, 1993. 320 с.
4. Я.С. Мухтаров, Р.Ш. Суфиянов, Вестн. Казан. гос. технол. ун-та, 15, 12, 175-177 (2012).
© Я. С. Мухтаров - д.т.н., проф. каф. машиноведение КНИТУ, lashkov_dm@kstu.ru, Р. Ш. Суфиянов - к.т.н., доц. Московского государственного машиностроительного университета (МАМИ), А. А. Стец - к.т.н., доц. Московского государственного машиностроительного университета (МАМИ).
