CC BY
20
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРИЧИН И ИСТОЧНИКОВ ОБРАЗОВАНИЯ Ш8 ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НЕФТЕПЕРЕРАБОТЫВАЮЩЕЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Гаджиева Севиндж Рафик
д.х.н., проф.,
заведующий кафедры «Экологическая химиия» Бакинский государственный университет, Баку, Азербайджан Аббасзаде Гюнель Сардар диссертант, кафедра «Экологическая химиия» Бакинский государственный университет, Баку, Азербайджан Байрамов Гияс Ильяс д.х.н.,
проф. кафедра«Экологическая химиия» Бакинский Государственный Университет, Баку, Азербайджан Гусейнов Фатали Эльмар д.х.н.,
доц. кафедра«Экологическая химиия» Бакинский Государственный Университет, Баку, Азербайджан Рустамова Ульвия Нушраван
д.х.н.,
доц. кафедра«Экологическая химиия» Бакинский Государственный Университет, Баку, Азербайджан
АННОТАЦИЯ
Проведено научное исследование для первичного обоснованного экологического анализа и для экспериментальных исследований источников и причин образования H2S в зависимости от различных методов производственных технологических процессов в НПП.
В зависимости от состава нефти в установках первичной переработки нефти (АТ, АВТ, ЭЛОУ-АВТ) в процессе разложения меркаптанов RSH и других сернистых органических соединений образуются газы, в том числе и газообразный H2S. При экологическом анализе источников образования сероводорода и методов его обезвреживания на НПП было выявлено, что, при обезвреживании газовых смесей, содержавших H2S, а также при их сжигании с целью получения теплового эффекта вместе с экологически опасными веществами SO2, SO3 получается и порошок свободной серы. Таким образом, и во время обезвреживания H2S путем сжигания получаются вещества с менее токсичными свойствами, которые создают экологические проблемы для окружающей среды.
ABSTRACT
A scientific study was carried out for the initial substantiated environmental analysis and for experimental studies of the sources and causes of the formation of H2S, depending on various methods of production processes in the NPP.
Depending on the composition of the oil in the primary oil refining units (AT, ABT, ELOU-AVT), gases are formed during decomposition of the mercaptans RSH and other sulfur organic compounds, including gaseous H2S. An ecological analysis of the sources of hydrogen sulfide formation and methods of neutralizing it at the NPP revealed that, when neutralizing gas mixtures containing H2S, as well as burning them in order to obtain a thermal effect together with environmentally hazardous substances SO2, SO3, free sulfur powder is also obtained. Thus, even during the neutralization of H2S by burning, substances with less toxic properties are obtained, which create environmental problems for the environment.
Ключевые слова: исследования, сероводород, процесс, разложение, обезвреживание, нефть
Keywords: research, hydrogen sulfide, process, decomposition, neutralization, oil
Известно, что сероводородный газ, образующийся во время вулканических извержений и во многих технологических процессах в различных промышленных сферах,
является экологически опасным веществом в возникновении экологических проблем окружающей среды. Исследование причин
образования И28 в технологических процессах в нефтеперерабатывающей промышленности (Н1III).
Именно поэтому, также как и в других промышленных сферах изучения причины образования И28 и научно-исследовательские работы по экологически эффективному обезвреживанию этого газа являются одной из самых актуальных тем современности. Несмотря на длительные исследовательские работы по обезвреживанию И28, до сих пор не удалось провести глубокое экологическое обезвреживание И28 в составе смеси вредных газов (СВГВ), образующийся в технологических процессах НПП.
Поэтому с нашей стороны проведено научное исследование для первичного обоснованного экологического анализа и для экспериментальных исследований источников и причин образования И28 в зависимости от различных методов производственных технологических процессов в НПП.
В процессе исследований получены нижеследующие результаты.
Количество И28 в составе СВГВ НПП, также как и других вредных газообразных веществ зависит от причин и источников.
- В зависимости от состава нефти в установках первичной переработки нефти (АТ, АВТ, ЭЛОУ-АВТ) в процессе разложения меркаптанов Я8И и других сернистых органических соединений образуются газы, в том числе и газообразный И28.
- Во время каталитического крекинга для получения высокооктанного бензина , а также его очищения от серы технологическим процессом очищения дизельного топлива от серы с помощью И2, в составе СВГВ образуется И28.
- Во время производственного процесса каталитического риформинга для получения высокооктанного бензина образуются СВГВ, в составе которого присутствует И28.
- В процессе производственного гидроочищения масел и других нефтепродуктов в присутствии катализатора в составе СВГВ образуется сероводород.
-Во время технологического процесса окисления гудрона при производстве битума полученные отходные газы сжигаются для обезвреживания (в их составе имеется И28) и в результате конечные вредные газы поступают в окружающую среду.
- Огромное количество газообразного И28 образуется в составе СВГВ во время технологического процесса коксования тяжелых нефтепродуктов, в составе которых имеется много сернистых соединений.
И28, получаемый из вышеперечисленных источников во время промышленной переработки нефти обезвреживается вместе с другими вредными отходящими газами путем сжигания на производственных факельных установках (ПФУ). Но, сжигание отходящих газов на ПФУ не является экологически эффективным методом.
Так, несмотря на сжигание СВГВ на ПФУ, все же в составе горячей газовой смеси,
выбрасываемой в атмосферу присутствуют CxHy, CO, CO2, H2S (в малом количестве), SO2, SO3, NOx, Н20(пар), MexOy, CI2, HCl и др. вредные вещества.
В связи с тем ,что в технологических процессах каталитического крекинга
гидроочищения НПП, H2S выделяется в большом количестве, очищение из газовой смеси H2S проводится с помощью моноэтаноламина на специальном технологическом аппарате. В процессе каталитического крекинга в составе смесей этан-этилен, пропан- пропилен, бутан-бутилена имеется много H2S и поэтому для очищения этого газа применяется метод химической абсорбции с моноэтаноламином. Далее проводится регенерация сероводороднового моноэтаноламина. H2S, получаемый при этом, вместе с другими отходящими вредными газами обезвреживается путем сжигания.
8О2 и 8О3, образующиеся при сжигании И28 выбрасываются в атмосферу. Они, в свою очередь, в горячем виде быстро вступают в реакцию с водяными парами на воздухе. Именно по этой причине, сжигание И28 вместе с другими отходящими газами в НПП создает экологические проблемы для персонала и населения проживающего в санитарных защитных зонах.
При экологическом анализе причин, источников образования сероводорода и методов его обезвреживания на НПП было выявлено, что, как указано в технической литературе, при обезвреживании газовых смесей, содержавших И28, а также при их сжигании с целью получения теплового эффекта вместе с экологически опасными веществами 8О2, 8О3 получается и порошок свободной S (сера). Таким образом, и во время обезвреживания И28 путем сжигания получаются вещества с менее токсичными свойствами, которые создают экологические проблемы для окружающей среды.
В других технологических установках бензин-газовые фракции очищаются от И28 в специальных технологических аппаратах пропусканием через раствор №ОИ.
Вместе с причинами и источниками образования Н28 в НПП наносящему вред окружающей среде можно указать следующие данные.
- В технологических печах всех производственных установок НПП взависимости от сгорающего топлива в атмосферу выбрасываются такие вещества как - СХИУ, СО, СО2, И28, 8О2, 8О3, Шх, И2О (пар).
В технологических печах НПП в целях получения теплового эффекта и при обезвреживании вредных отходящих газов сжигается смесь из 96% СХИУ и 4% вредных соединений, в результате чего в атмосферу
попадают CxHy, ТО, ТО2, H2S, SO2, SOз, NOx и другие вредные продукты.
В последние годы на промышленных нефтегазовых технологических печах в Азербайджане вместо жидкого горючего топлива (мазут, солярка) используется экологически более эффективный горючий природный газ.
Несмотря на экологическую эффективность природного газа по сравнению с жидким топливом при его горении в технологических печах образуются H2S, SO2, SOз, вследствие наличия C2H5SH (этилмеркаптана), который вводится в состав природного газа для придания запаха.
В развитых странах мира, Н^, полученный в результате технологических процессов НПП, полное очищение которого от СВГВ невозможно, используется как сырье для производства H2SO4.
Несмотря на то, что азербайджанская нефть относится к группам нефти , не содержащих серы в составе СВГВ, начиная с первичного до самого конечного, на каждом этапе переработки образуется выброс ядовитых газов, в составе которых выделяется H2S. Ведутся исследования по применению специальных абсорбирующих реагентов для проведения научной работы с целью полного эффективного очищения выделенного H2S, с экологической точки зрения решения проблемы.
Согласно данным технической литературы, в нефте-газовой промышленности в составе нефти и газа добываемых из недр земли, часто в свободном виде обнаруживается газ H2S. В связи с этим при получении сырья из нефти и газа в окружающею среду выбрасывается огромное количество газообразного H2S, который наряду с серьезным воздействием на человеческое здоровье, оказывает разрушительное действие на все сферы (атмосферу, литосферу, гидросферу) и создает длительные экологические проблемы. Наряду с этим, во время добычи нефти и газа из-под земли, во время ее хранения, перевозки, содержащийся в их составе H2S постепенно приводит к коррозии стальных оборудований, вследствие чего нередко случаются пожары, взрывы и другие происшествия.
Как видно, из вышеуказанных фактов -наличия свободного H2S в нефти и образования при каталитических технологических процессах серных органический соединений (RSH, RSSR, серосодержащих гетеросоединений) образование H2S на разных этапах переработки нефти в НПП происходит в различных количествах.
Известно что, газ H2S является экотоксикантом. Именно поэтому для очищения этого газа, новыми химическими, экологическими и экономически более эффективными способами была выбрана программа по нескольким направлениям. Были проведены работы по разработке методики очищения H2S из проб, содержащих СВГВ, а также из составленных в специальных сосудах в лабораторных условиях газовой смеси.
Согласно проведенными нами
исследованиями, любой из методов очищения H2S из состава отходящих газов, выделяющихся при добыче и переработке в технологических процессах нефте-газовой промышленности, имеет свои недостатки. Потому не удалось добиться 100%-го очищения и экологически эффективного обезвреживания H2S из состава газовой смеси, то есть не достигнуто целенаправленное экологическое использование этого газа.
Таким образом, как видно из наших ранее указанных объяснений разработка метода экологически эффективного очищения H2S из состава отходящих вредных газов в результате технологических процессов НПП является одним из самых актуальных вопросов. При подготовке вышеуказанных экологических объяснений была использована основная техническая литература по нефтеперерабатывающей промышленности и регламенты основных технологических установок нефтеперерабатывающего завода имени Г.Алиева.
Вместе с тем, как отмечено в используемой литературе [1;2], в результате применения новых каталитических, электрических и особенно абсорбционных методов по очищению, обезвреживанию, утилизации отходящих газов многих предприятий в последние годы уменьшилось количество вредных газов выбрасываемых в атмосферу.
Очищение отходящий СВГВ методом абсорбции оценивается экологически
эффективным. Но, в конечной стадии, в процессе десорбция поглощенных веществ, то есть при очищении или при утилизации абсорбента вновь создаются другие экологические проблемы [1;2].
Итак, согласно нашим экологическим исследованиям выявлено, что проведение экологически- научных работ по разработке нового химического метода экологически эффективного очищения, обезвреживания, утилизации основного экотоксиканта (экологически опасных веществ 2-го и 1-го класса) ядовитого, взрывоопасного газа H2S, который образуется в промышленных предприятиях и, особенно, в технологических процеcах нефтеперерабатывающей
промышленности является научно-обоснованным.
Список литературы:
1. Тарарыкин А.Г, Шарабарин А.В. Каталитическая очистка газов. Экология производства. Научно-практический журнал. Москва. Изд. ЗАО "Отраслевые ведомости". №10 (15) ; 2005 с. 66-69.
2. Гузаев В.А, Троицкий А.А, Шастин С.Н. Основные направления совершенствования пылеулавливающего оборудования. Экология производства. Научно- практический журнал. Москва. Изд. ЗАО. "Отраслевые ведомости". №3 (116). 2014. с. 72-78.
