CC BY
29
5. Стахно Р.Е., Алексеев С.А. Эргономические принципы технологии распределения функций между пользователем и средствами автоматизации в органах внутренних дел // European Science, 2016. № 11. С. 16-21.
РАЗРАБОТКА БЕЗОТХОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ СТОЧНЫХ ВОД С ПОВЫШЕННЫМ СОЛЕСОДЕРЖАНИЕМ Мамедова Ф.М.1, Гусейнова М.А.2 Email: Mamedova1135@scientifictext.ru
'Мамедова ФаридаМамед кызы — кандидат технических наук, доцент;
2ГусейноваМатанет Ариф кызы - доктор философии по техническим наукам, доцент, кафедра нефтехимической технологии и промышленной экологии, химико-технологический факультет, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, г. Баку, Азербайджанская Республика
Аннотация: в настоящей статье приведены результаты исследований по технологии комплексной переработки сточных вод с повышенным солесодержанием. Обоснована возможность очистки сточных вод от электрообессоливающих установок НПЗ по технологии комплексной переработки с получением продуктов товарного качества и пресной воды. Рассмотрены особенности технологии комплексной переработки сточных вод с повышенным солесодержанием. Разработана методика расчета, позволяющая для заданного состава исходной воды вычислить не только ионный состав ионируемой воды, но и долю потока Cl-анионируемой воды, долю остаточного рассола, смешиваемого с исходной водой. Ключевые слова электрообессоливающая установка, очистка сточных вод, технология комплексной переработки, продукты товарного качества, методика расчета, ионный состав.
DEVELOPMENT OF WASTELESS TECHNOLOGY PROCESSING OF WASTE WATERS WITH INCREASED CONTENT OF SALTS Mamedova F.M.1, Huseynova M.A.2
'Mamedova Farida Mamed — Candidate of technical sciences, Associate Professor;
2Huseynova Matanet Arif qizi - Doctor of technical sciences by philosophy, Associate Professor, DEPARTMENT OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY AND INDUSTRIAL ECOLOGY, FACULTY OF CHEMICAL TECHNOLOGY, AZERBAIJAN STATE UNIVERSITY OF OIL AND TECHNOLOGY, BAKU, REPUBLIC OF AZERBAIJAN
Abstract: а1 the article the results research by technology of complex processing of waste waters with increased content of salts. The possibility purification of waste waters from electrical saltless plants of refinery by technology of complex processing with receive ofproducts by commercial quality and fresh water have been substantiated. The method calculation of initial water to determine not only the ion composition of ionated water, but also the part of Cl-flow of ionated water, part of residual brike, mixing with initial water. Keywords: electrical saltless plant, purification of waste waters, technology of complex processing, products of commercial quality, method calculation, ion composition.
УДК 621.311.22.628.3 DOI: ' 0.2086'/23'2-8267-20' 7-35-004
Охрана водных объектов связана с решением множества проблем и поэтому носит комплексный многоотраслевой характер. Одной из главных проблем является рациональное использование водных ресурсов, предотвращение и ликвидация последствий загрязнения водоемов.
Нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) относятся к промышленным предприятиям с большим потреблением воды. Современный НПЗ использует для производственных процессов сотни миллионов кубических метров воды в год в системах оборотного водоснабжения. НПЗ обычно размещаются на водоемах, используемых для разных нужд, в том числе и для нужд населения. Это делает проблему охраны водных ресурсов от загрязнения отходами нефтеперерабатывающей промышленности особенно актуальной.
Основные технологические процессы переработки нефти включают подготовку нефти, обезвоживание и обессоливание, атмосферную и вакуумную перегонку, деструктивную (крекинг, гидрогенизацию, изомеризацию) переработку нефти, очистку светлых продуктов, получение и очистку масел.
Наибольший расход воды отмечается на стадии подготовки нефти, в процессе ее обезвоживания и обессоливания. Обессоливание и обезвоживание нефти производится на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ). Общая минерализация стоков ЭЛОУ составляет 30-40 г/л [1].
Сточная вода от ЭЛОУ загрязнена солями, нефтепродуктами, механическими примесями и деэмульгаторами. При производительности ЭЛОУ 1 млн т/год количество образующихся сточных вод колеблется в пределах 8-10 м3/час. В таблице 1 приведена характеристика стока от подготовки нефти.
Таблица 1. Характеристика стока от ЭЛОУ (в мг/л)
нефтепродукты деэмульга тор С1- механиче-с кие примеси 5С>4~ общая жесткость мг-экв/л солесодер-жание
2000-3500 150-280 1200-1500 250-350 150-180 25-35 100-300
Как видно из таблицы, сточные воды электрообессоливающих установок можно отнести к сульфатно-хлоридным типам вод. В настоящее время разработка технологий комплексной переработки сточных вод с получением продуктов товарного качества имеет огромное значение.
В настоящей статье рассматриваются особенности технологий комплексной переработки вод с повышенной минерализацией, позволяющих заменить стадию термического разделения сульфатов и хлоридов натрия на более простую стадию ионообменного разделения этих продуктов.
Для получения однородных продуктов гидроксида магния и сульфата кальция путем переработки сточных вод установки обессоливания и обезвоживания нефти предлагается новый способ [2], который может быть реализован по технологической схеме, приведенной на рисунке. Технология предусматривает проводить Ыа-катионирование смеси исходной воды с отработанным регенерационным раствором в Ыа-катионитном фильтре 1. Затем умягченную воду делят на две части, одну из которых подвергают С1-анионированию в 2. Выпаривание обеих частей осуществляется раздельно в аппаратах 3 и 4 с получением пресной воды и концентратов.
Исходная еода
I Д
Рис. 1. Технологическая схема комплексной переработки сточных вод с повышенным солесодержанием
Концентрат Ыа-катионированной воды (КаС1+Ка2В04) полностью используют для регенерации анионита, концентрат Ыа-С1-ионированной воды (ЫаС1) частично, в количестве содержащем КаС1, которое поступает с исходной водой выводят из цикла в виде полезного продукта, а остальное количество используемой для регенерации катионита и до регенерации анионита. Отработанный регенерационный раствор ионитного фильтра известкуют в 5, отделяют Mg(0H)2, маточный раствор смешивают с отработанным регенерационным раствором анионитного фильтра в 6, отделяют образовавшейся гипс и остаточный раствор смешивают с исходной водой. Процесс раздельной термической дистилляции потоков осуществляется на одной из многоступенчатой испарительной установки с параллельным питанием ступеней или обратноосмотической установке. Причем на первой ступени испарительной установки, работающие на более высоком температурном уровне (180-150 0С) и поэтому предъявляющие более жесткие требования к качеству питательной воды, подается Ыа-С1-ионированная вода, а на последние ступени, работающие в условиях сравнительно низкого температурного уровня (130-100 0С) - Ыа - катионированная вода [3].
К основным особенностям рассматриваемой технологии комплексной переработки относятся:
- С1-ионирование только части Ыа-катионированной воды;
- проведение регенерации ионитных фильтров в порядке обратном ионированию, т.е. использование концентратов Ыа-С1-ионированной воды для регенерации Ыа-катионитного фильтра, а концентратов Ыа-каитонированной воды для регенерации анионитного фильтра;
- раздельное выпаривание (концентрирование) ионированных вод;
- смешивание остаточного рассола с исходной водой.
В соответствии с указанными особенностями технологической схемы нами была разработана методика расчета, позволяющая для заданного состава исходной воды вычислить: долю потока С1-анионируемой воды; долю остаточного рассола; смешиваемого с исходной водой; ионный состав ионируемой смеси.
На основании уравнений материальных балансов составленных для каждого узла технологической схемы, с учетом закономерностей ионного обмена и закона об электронейтральности растворов получены следующие расчетные формулы для определения ионного состава смеси.
Сссма = Сса304 -а + { 1-а)-ССа ( 1)
СЯ = Ссазо4 ■а + ( 1-а)■ С5о^ (2 )
~Мд — v UJ иМд
(3)
Ссм _ /"см _ d /о i
С1 - LNa - +
У(4)
где В = ( 1- а)CNа + (qк - 1 ) [ ( 1 - а)ж + а ■ CcaSoj (5) A=M-x-(q0-N (6)
М = [ (1- а)ж + Ccaso, ■ а] ( 7)
N=[ (1-а) Cso.+Ccaso^a] ( 8)
X = CCZ/(сса + qа ■ cccMJ (9)
см см см см
а _q0 сж I qа л CS0i I qа л CS0i ^ сМд ^^
C0 C0 - ( C0 ■ CSOb/C0) C0 ССа(ОН)2
где CCa, CMg, CNa, ж - соответственно концентрации кальция, магния, натрия и катионов жесткости в исходной воде, мг-экв/л; CCaSOi - концентрация ионов Са2 + и SО2 " в остаточном растворе, мг-экв/л; qk, qa, qа - удельные расходы соли на регенерацию катионита раствором NaCl, анионита раствором NaCl+Na2SO^ дорегенерацию анионита раствором NaCl соответственно, гэкв/гэкв; Ск - сумма катионов в концентратах выпариваемых вод, мг экв/л; С0 - солесодержание иионируемой смеси, мгэкв/л; ССа (он) 2- концентрация известкового молока, мгэкв/л; х - доля анионируемой воды; а - доля остаточно раствора в ионируемой смеси.
По данной методике был выполнен расчет для воды с исходным солесодержанием соответствующей солесодержанию сточных вод от установки ЭЛОУ после удаления нефтепродуктов (мг-экв/л):ССа=5; CMg= 10; CNa=60; CSO4=15; CCl=60 [4]. В расчетах варьировались удельные расходы соли на регенерацию ионитных фильтров (qk, qa) от 2 до 3,5гэкв/гэкв, величина qa изменялась от 0,5 до 1 гэкв/гэкв. Величина Ск принималась равной 2380 мгэкв/л, что соответствует солесодержанию концентрата 140 г/л. Концентрация известковой суспензии принята равной 2700 мг экв/л (10%), а концентрация ионов Са2+ и S~ в остаточном растворе, на основании предварительных расчетов 92^94 мгэкв/л. Некоторые результаты расчетов представлены в таблице 2.
Результаты расчетов свидетельствуют о том, что даже минимальный удельный расход соли на регенерацию ионита - 2 гэкв/гэкв приводит к заметному повышению солесодержания ионируемой смеси. Причем происходит это в основном из-за повышения концентрации ионов натрия. Это обстоятельство имеет важное значение, так повышение солесодержания ионируемой смеси приводит к снижению рабочей обменной емкости ионитов с соответствующим повышением затрат на эту стадию обработки. Предварительный анализ, выполненный с учетом этой особенности технологии, показывает, что рассматриваемая технология комплексной переработки может быть рекомендована для обработки вод с солесодержанием до 10-12 г/л.
Таблица 2. Результаты расчетов
q г экв/ г-экв а f*CM Na /-*í ч см9 /^см сСа /^см CÍ04 ч CC¡ Х
в мг •экв/ л
2,0 0,033 106,4 9,6 7,9 17,6 106,4 0,75
2,5 0,039 122,3 9,6 8,4 18,0 122,3 0,73
3,0 0,046 139,2 9,5 9,0 18,5 139,2 0,71
3,5 0,049 155,7 9,5 9,3 18,8 155,7 0,7
Таким образом, рассматриваемая технология комплексной переработки сточных вод с повышенным солесодержанием позволяет получать пресную воду, гидроксид магния, гипс и поваренную соль. Необходимо отметить, что технология основана преимущественно на традиционных процессах, таких как выпаривание, осаждение, кристаллизация, фильтрование. Нетрадиционной в данной схеме является лишь стадия Na-Cl-ионирования. Полученная пресная вода может быть использована в системах оборотного водоснабжения НПЗ. Выводы
1. Обоснована возможность очистки сточных вод от электрообессоливающих установок НПЗ по технологии комплексной переработки с получением продуктов товарного качества и пресной воды.
2. Рассмотрены особенности технологии комплексной переработки сточных вод с повышенным солесодержанием
3. Разработана методика расчета, позволяющая для заданного состава исходной воды вычислить не только ионный состав ионируемой смеси, но и долю потока Cl-анионируемой воды, долю остаточного рассола, смешиваемого с исходной водой.
Список литературы / References
1. Карелин Я.А., Попова Л.А. и др. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов. М. Стройиздат, 1982. 184 с.
2. Исследование процесса Cl-анионирования минерализованных вод / Абдуллаев К.М. и др. // Изв. вузов. Энергетика. № 2, 1989. С. 67-72.
3. Salimova N.A., Mamedova F.M. Study of the hardness ion influence on fermentative purification of waste waters. 17-21 april, 2013. Baku. I InternationalChemistry and Chemical Engineering Conference. Р. 730-733.
4. Салимова Н.А., Мамедова Ф.М. Разработка технологии утилизации и биохимической очистки сточных вод. Hannover. EAEH, 2015. 101 c.
РЕШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОБЛЕМЫ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА РАЦИОНАЛЬНЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЯЖЕЛОЙ СМОЛЫ ПИРОЛИЗА Гусейнова М.А.1, Гусейнова А.Р.2 Email: Huseynova1135@scientifictext.ru
'ГусейноваМатанет Ариф кызы - доктор философии по техническим наукам, доцент; 2Гусейнова Амина Рауф кызы - научный сотрудник, кафедра нефтехимической технологии и промышленной экологии, химико-технологический факультет, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, г. Баку, Азербайджанская Республика
Аннотация: исследование влияния количества водяного пара, подаваемого в процессе пиролиза, на выход и состав тяжелой смолы. Приведенными исследованиями установлена возможность использования тяжелой смолы пиролиза для производства изоляционных или строительных битумов, в зависимости от количества водяного пара, подаваемого в процессе пиролиза.
На основании проведенных исследований установлены основные параметры процесса термоокислительного уплотнения тяжелой смолы пиролиза:
- сырье - облегченная смола пиролиза - полученная при мягком режиме пиролиза с подачей в процессе пиролиза водяного пара в количестве 50%масс.
Ключевые слова: пиролиз, водяной пар, тяжелая смола пиролиза, битум, продолжительность, расход воздуха, температура.
DECISION OF ECOLOGICAL PROBLEMS OF PYROLYSIS PROCESS BY RATIONAL USE OF PYROLYSIS HEAVY RESIN Huseynova M.A.1, Huseynova A.R.2
'Huseynova Matanet Arif qizi - Doctor of Technical Sciences by Philosophy, Associate Professor; 2Huseynova Amina Rauf qizi - Research Worker, DEPARTMENT OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY AND INDUSTRIAL ECOLOGY, FACULTY OF CHEMICAL TECHNOLOGY, AZERBAIJAN STATE UNIVERSITY OF OIL AND INDUSTRY. BAKU, REPUBLIC OF AZERBAIJAN
