CC BY
10
в
I
УДК 69.059
https://doi.org/10.24412/2226-2296-2023-1-30-33
Развитие методов усиления и восстановления объектов инфраструктуры нефтепереработки и нефтехимии
Бикташева А.Р., Мухамедзянов Р.Р., Салов А.С., Удалова Е.А., Габитов А.И.
Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450080, г. Уфа, Россия ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8931-4695, E-mail: mokko_93@mail.ru E-mail: mukhamedzyanov.radik@mail.ru
ORCID ORCID ORCID
https://orcid.org/0000-0002-7003-3022, E-mail: https://orcid.org/0000-0001-5553-1990, E-mail: https://orcid.org/0000-0003-4016-7377, E-mail:
: Salov@list.ru : vakil2004@mail.ru : Azat7@ufanet.ru
Резюме: Представлены некоторые аспекты развития инфраструктуры объектов нефтеперерабатывающей промышленности, а также основные этапы становления систем очистки сточных вод. Уделено особое внимание возникновению и развитию деструктивных процессов в железобетонных строительных конструкциях емкостных сооружений под воздействием агрессивной среды нефтепродуктов. Обозначены проблемы реконструкции очистных сооружений, построенных в 70-е годы прошлого века, в связи с возрастанием нагрузки по очистке стоков и износом строительных конструкций. Авторы предлагают методы решения обозначенных проблем, в частности, на основе изучения исторического опыта защиты и восстановления сооружений, нормативной документации и применения современных инновационных материалов, повышения эффективности существующих вариантов усиления строительных конструкций, а также увеличения срока службы, долговечности и эксплуатационной надежности зданий и сооружений нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.
Ключевые слова: долговечность, железобетонные конструкции, система канализации, сточные воды, модернизация. Для цитирования: Бикташева А.Р., Мухамедзянов Р.Р., Салов А.С., Удалова Е.А., Габитов А.И. Развитие методов усиления и восстановления объектов инфраструктуры нефтепереработки и нефтехимии // История и педагогика естествознания. 2023. № 1. С. 30-33. D0I:10.24412/r222B-229B-2023-1-30-33
THE DEVELOPMENT OF STRENGTHENING AND RECOVERY METHODS OF INFRASTRUCTURE OIL REFINING AND PETROCHEMISTRY
FACILITIES
Biktasheva Anastasiya R., Mukhamedzyanov Radik R., Salov Aleksandr S., Udalova Elena A., Gabitov Azat I.
Ufa State Petroleum Technological University, 450080, Ufa, Russia ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8931-4B95, E-mail: mokko_93@mail.ru E-mail: mukhamedzyanov.radik@mail.ru
ORCID ORCID ORCID
https://orcid.org/0000-0002-7003-3022, E-mail: https://orcid.org/0000-0001-5553-1990, E-mail: https://orcid.org/0000-0003-4016-7377, E-mail:
: Salov@list.ru : vakil2004@mail.ru : Azat7@ufanet.ru
Abstract: Some points of the infrastructure development view of the oil refining industry were represented, as well as the main stages in the development of wastewater treatment systems. There was paid the particular attention for the emergence and development of destructive processes in reinforced concrete building structures of capacitive structures under the influence of an oil products aggressive environment. Problems of treatment facilities reconstruction, built in the 70s of the last century, due to the increase in the load on waste-water treatment and the deterioration of building structures, werede signated. The authors propose methods for solving the identified problems, based on the study of the historical experience of protecting and restoring structures, regulatory documentation and the usage of modern innovative materials, improving the efficiency of existing options for strengthening building structures, increasing the service life, durability and operational reliability of buildings and structures of the petrochemical industryand also the oil refining industry. Keywords: durability, reinforced concrete structures, sewerage system, wastewater, modernization.
For citation: Biktasheva A.R., Mukhamedzyanov R.R., Salov A.S., Udalova E.A., Gabitov A.I. THE DEVELOPMENT OF STRENGTHENING AND RECOVERY METHODS OF INFRASTRUCTURE OIL REFINING AND PETROCHEMISTRY FACILITIES. History and Pedagogy of Natural Science. 2023, no. 1, pp. 30-33. DOI:10.24412/2226-2296-2023-1-30-33
Проблема долговечности цементов и бетонов еще с конца XIX века изучалась отечественными учеными (А.Р. Шу-ляченко, В.И. Черномский, А.А. Байков, В.А. Кинд, В.Н. Юнг и др.), установившими причины и факторы коррозии и предложившими эффективные меры по увеличению стойкости [1-2].
Агрессивное воздействие нефтепродуктов на железобетонные конструкции объясняется содержанием в их составе
высокомолекулярных смол и присадок. В наибольшей степени снижают прочность бетона и сцепление его с арматурой минеральные масла и мазуты. Дизельные и масляные эмульсии менее агрессивны. Керосины и бензины практически не влияют на прочность бетона. При пропитывании отработанными маслами бетон набухает за счет взаимодействия кислот, содержащихся в таких маслах, с гидратами алюминия и кальция цементного камня с образованием
История и педагогика естествознания 1 • 2023
кальциевого и алюминиевого мыла. Отработанные масла вызывают также коррозию стальной арматуры и закладных деталей.
Кроме вышеперечисленного, для конструкций нефтеперерабатывающих предприятий особую опасность представляют сероводород и сероуглерод, которые в дальнейшем при взаимодействии с другими примесями могут привести к медленному окислению до серного ангидрида [3].
Наличие в водной среде очистных сооружений переменной концентрации нефти и нефтепродуктов делает ее более агрессивной, что является основной причиной неудовлетворительной работы сооружений.
На ранних этапах развития нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и на предприятиях отрасли, созданных в период войны, системы водоотведения или вовсе отсутствовали, или были простыми, малоэффективными и ненадежными. Так, на большинстве заводов в лучшем случае существовала общая система канализации, которая предусматривала совместный сбор, очистку и сброс всех сточных вод, образующихся от технологических установок и ливневых стоков, получаемых с территории завода [4-5].
В 1950-1955 годах развитие систем сбора и очистки сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств пошло по пути создания раздельной канализации. Так, на нефтеперерабатывающих заводах были выделены в самостоятельные системы сернисто-кислая, сернисто-щелочная (отработанные щелочи) и кислая. Применение таких схем несколько улучшило результаты очистки общего промышленного стока заводов. Однако в общую систему канализации продолжали поступать воды от технологических установок, загрязненные нефтепродуктами, и воды, загрязненные нефтепродуктами, солями (воды от подготовки нефти) и механическими примесями [6-8]. Обе группы вод, попадая в общую систему канализации и перемешиваясь, давали общий сток, трудно поддающийся очистке. Остаточное содержание нефтепродуктов в сбрасываемых в водоемы стоках в подобных случаях составляло не менее 100 мг/л вместо 50 мг/л по установленной норме [9-10].
В 70-е годы XX века в СССР при проектировании канализации нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ) придерживались ведомственных норм технологического проектирования (ВНТП) 25-78, утвержденных Минне-фтехимпромом в 1979 году. При этом предусматривались две основные системы производственной канализации:
- для отведения и очистки нефте-содержащих нейтральных производственных и производственно-ливневых сточных вод;
- для отведения и очистки производственных сточных вод, содержащих нефть, нефтепродукты и нефтяные эмульсии, соли, реагенты, другие органические и неорганические вещества.
В состав комплекса очистных сооружений общего назначения для сточных вод нефтеперерабатывающих заводов входят сооружения механической и биохимической очистки - от-
Рис. 1.
Принципиальная схема очистных сооружений НПЗ: 1 - лив-несброс; 2 - аварийный амбар; 3 — решетки и песколовки; 4 - гидроциклоны и песковые площадки; 5 - нефтеловушки; 6 -отстойники дополнительного отстаивания; 7 - флотаторы. Общие сооружения I и II систем: 8 - насосная с приемным резервуаром для нефти; 9 - разделочные резервуары; 10 - шламовые накопители; 11 - печь для сжигания шлама; 12 - пруд-накопитель
Рис. 2. Принципиальная схема очистных сооружений НПЗ
1 ■2023
История и педагогика естествознания
щ]
дельные для I и II систем канализации; сооружения по разделу уловленных нефтепродуктов и обработке нефтяного шлама - общие для обеих систем [11-12]. Кроме того, в зависимости от условий спуска стока в водоем может потребоваться также доочистка после биологической очистки и осветление на фильтрах при возврате в оборотную систему водоснабжения.
Принципиальная схема очистных сооружений НПЗ приводится на рис. 1-2 [13].
К настоящему времени производственное оборудование прошло несколько этапов модернизации, что привело к интенсификации технологических процессов, увеличению их тоннажности и энергоемкости при неизменности основных фондов. Здания и сооружения нефтегазовых предприятий, в силу того что они проектировались и сооружались на основе устаревших к данному моменту технических и нормативных документов, с использованием имеющихся материалов, технических средств и технологических решений, имеют значительную степень морального и физического износа [14-16].
Старение производственных зданий и инженерных сооружений является одним из негативных факторов, непосредственно влияющих на безопасность эксплуатации оборудования технологических установок. Если учитывать потери от коррозии - а это около 20% от долговечности, -то в настоящее время уже наибольшая часть всего технологического комплекса действующих нефтехимических производств, построенных в 1960-1970 годах, нуждается в реконструкции [17-18].
В связи с этим назрела необходимость в системном анализе факторов, групп и видов коррозии, их воздействия на физико-химические свойства применяемых в конструкциях материалов.
Рис. 3. Предлагаемая методика реконструкции
Помимо разработки новых инновационных материалов, необходимо изучение исторического опыта защиты и восстановления сооружений, анализ существующей нормативной документации, а также обследование строительных конструкций биологической очистки сточных вод нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. Это позволит усовершенствовать методику реконструкции (рис. 3), которая заключается в обеспечении взаимосвязи наиболее распространенных дефектов и повреждений с решениями по усилению и восстановлению.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Валеев А.Р., Мастобаев Б.Н., Мовсумзаде Э.М. Развитие технического обслуживания нефтеперекачивающего оборудования // История и педагогика естествознания. 2021. № 3-4. С. 48-51.
Байков А.А. О влиянии минеральных вод на портландцемент и о способах его устранения // Строительная промышленность. 1926. №4. С.251-254.
Волженский А.В., Буров Ю.С., Колокольников В.С. Минеральные вяжущие вещества: учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1979. 476 с. Рахманкулов Д.Л., Зенцов В.Н., Габитов А.И., Чанышев Р.Р. История возникновения, становления и развития высшего нефтяного образования и науки в России. Т. 2. Защита от коррозии в деятельности высшего учебного заведения нефтяного профиля. М.: Интер, 2007. 392 с. История канализации Лондона // Сантехника. 2001. № 2. С. 3.
Кузнецов Л.К., Габитов А.И., Рахманкулов Д.Л. Создание системы водоподготовки города с развитым нефтехимическим комплексом. История возникновения, становления и развития системы водоподготовки города Уфы М.: Интер, 2006. 421 с.
Программа расчета сметной стоимости обмерных работ и обследования зданий и сооружений: Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2020664190, 09.11.2020. Салов А.С., Бикташева А.Р Заявка № 2020663145 от 26.10.2020. Об использовании твердых отходов промышленного производства в строительном деле // Техн. сб. 1873. № 1. С. 53. Бедов А.И., Габитов А.И., Салов А.С., Гайсин А.М. Применение технологий информационного моделирования при разработке проектно-технологической документации // Изв. вузов: Технология текстильной промышленности. 2019. № 4 (382). С. 148-153.
10.Репин Б.Н. Аэротенки с продольным рециклом иловой среды // Водоснабжение и санитарная техника. 1990. № 9. С. 4-7.
11.Хасанов И.И., Логинова Е.А. История развития автоматизации нефтегазовых процессов // История и педагогика естествознания. 2017. № 1. С. 64-68.
12.Юдин А.А., Соколова В.В., Салов А.С. и др. Этапы развития строительного производства в особых условиях // История науки и техники. 2022. № 3. С. 17-25.
13.Бедов А.И., Терехов И.Г., Габитов А.И., Салов А.С. Экспертиза промышленной безопасности зданий и сооружений: учеб. пособие. М.: АСВ, 2022. 436 с.
14. Бедов А.И., Габитов А.И., Знаменский В.В. Оценка технического состояния, восстановление и усиление оснований и строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений. Ч. II. Восстановление и усиление оснований и строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений / под ред. А.И. Бедова: учеб. пособие М.: АСВ, 2021. 924 с.
15.Токаренко А.В., Валеев А.Р., Мастобаев Б.Н. Развитие трубопроводного транспорта нефтепродуктов методом последовательной перекачки // История и педагогика естествознания. 2021. № 1-2. С. 45-48.
16.Бикташева А.Р., Салов А.С., Удалова Е.А. и др. Исторические аспекты развития теории и методов обеспечения промышленной безопасности объектов нефтегазового комплекса // История науки и техники. 2022. № 4. С. 24-32.
17.Бедов А.И., Знаменский В.В., Габитов А.И. Оценка технического состояния, восстановление и усиление оснований строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений. Ч. 1. Обследование и оценка технического состояния оснований и строительных конструкций эксплуатируемых зданий и сооружений. М.: АСВ, 2021. 704 с.
18.Пудовкин А.Н., Юдин А.А., Ганеева Э.И., Парфенова А.А. Применение отходов гипсового производства в стеновых строительных материалах // Вестник евразийской науки. 2021. Т. 13. № 1. С. 12.
REFERENCES
1. Valeyev A.R., Mastobayev B.N., Movsumzade E.M. Development of maintenance of oil pumping equipment. Istoriya ipedagogikayestestvoznaniya, 2021, no. 3-4, pp. 48-51 (In Russian).
2. Baykov A.A. On the influence of mineral waters on Portland cement and ways to eliminate it. Stroitel'naya promyshlennost', 1926, no. 4, pp. 251-254 (In Russian).
3. Volzhenskiy A.V., Burov YU.S., Kolokol'nikov V.S. Mineral'nyye vyazhushchiye veshchestva [Mineral binders]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1979. 476
32
История и педагогика естествознания
1 •2023
4. Rakhmankulov D.L., Zentsov V.N., Gabitov A.I., Chanyshev R.R. Istoriya vozniknoveniya, stanovleniya i razvitiya vysshego neftyanogo obrazovaniya i nauki v Rossii. T. 2. Zashchita ot korrozii v deyatel'nosti vysshego uchebnogo zavedeniya neftyanogo profilya [The history of the emergence, formation and development of higher oil education and science in Russia. V. 2. Corrosion protection in the activity of a higher educational institution of the oil profile]. Moscow, Inter Publ., 2007. 392 p.
5. The history of the sewerage of London. Santekhnika, 2001, no. 2, p. 3 (In Russian).
6. Kuznetsov L.K., Gabitov A.I., Rakhmankulov D.L. Sozdaniye sistemy vodopodgotovkigoroda s razvitym neftekhimicheskim kompleksom. Istoriya vozniknoveniya, stanovleniya i razvitiya sistemy vodopodgotovki goroda Ufy [Creation of a water treatment system for a city with a developed petrochemical complex. The history of the emergence, formation and development of the water treatment system in the city of Ufa]. Moscow, Inter Publ., 2006. 421 p.
7. Salov A.S., Biktasheva A.R Programma rascheta smetnoy stoimosti obmernykh rabot i obsledovaniya zdaniy i sooruzheniy: Svidetel'stvo o registratsii programmy dlya EVM 2020664190, 09.11.2020. Zayavka № 2020663145 ot 26.102020 [The program for calculating the estimated cost of measurement work and inspection of buildings and structures: Certificate of registration of the computer program 2020664190, 11/09/2020. Application No. 2020663145 dated 10/26/2020].
8. On the use of industrial solid waste in the construction business. Tekhn. sb., 1873, no. 1, p. 53 (In Russian).
9. Bedov A.I., Gabitov A.I., Salov A.S., Gaysin A.M. Application of information modeling technologies in the development of design and technological documentation. Izv. vuzov: Tekhnologiya tekstil'noypromyshlennosti, 2019, no. 4 (382), pp. 148-153 (In Russian).
10. Repin B.N. Aerotanks with a longitudinal recycle of the silt medium. Vodosnabzheniye i sanitarnaya tekhnika, 1990, no. 9, pp. 4-7 (In Russian).
11. Khasanov I.I., Loginova YE.A. History of the development of automation of oil and gas processes. Istoriya ipedagogika yestestvoznaniya, 2017, no. 1, pp. 64-68 (In Russian).
12. Yudin A.A., Sokolova V.V., Salov A.S. Stages of development of construction production in special conditions. Istoriya nauki i tekhniki, 2022, no. 3, pp. 17-25 (In Russian).
13. Bedov A.I., Terekhov I.G., Gabitov A.I., Salov A.S. Ekspertiza promyshlennoy bezopasnostizdaniy i sooruzheniy [Expertise of industrial safety of buildings and structures]. Moscow, ASV Publ., 2022. 436 p.
14. Bedov A.I., Gabitov A.I., Znamenskiy V.V. Otsenka tekhnicheskogo sostoyaniya, vosstanovleniye i usileniye osnovaniy i stroitel'nykh konstruktsiy ekspluatiruyemykh zdaniy i sooruzheniy. CH. II. Vosstanovleniye i usileniye osnovaniy i stroitel'nykh konstruktsiy ekspluatiruyemykh zdaniy i sooruzheniy [Assessment of the technical condition, restoration and strengthening of foundations and structures of operated buildings. Part II. Restoration and strengthening of foundations and structures of operated buildings]. Moscow, ASV Publ., 2021. 924 p.
15. Tokarenko A.V., Valeyev A.R., Mastobayev B.N. Development of pipeline transport of petroleum products by the method of sequential pumping. Istoriya ipedagogika yestestvoznaniya, 2021, no. 1-2, pp. 45-48 (In Russian).
16. Biktasheva A.R., Salov A.S., Udalova YE.A. Historical aspects of the development of the theory and methods of ensuring industrial safety of oil and gas facilities. Istoriya nauki i tekhniki, 2022, no. 4, pp. 24-32 (In Russian).
17. Bedov A.I., Znamenskiy V.V., Gabitov A.I. Otsenka tekhnicheskogo sostoyaniya, vosstanovleniye i usileniye osnovaniy stroitel'nykh konstruktsiy ekspluatiruyemykh zdaniy i sooruzheniy. CH. 1. Obsledovaniye i otsenka tekhnicheskogo sostoyaniya osnovaniy i stroitel'nykh konstruktsiy ekspluatiruyemykh zdaniy i sooruzheniy [Assessment of the technical condition, restoration and strengthening of the foundations of structures of operated buildings. Part 1. Inspection and assessment of the technical condition of the foundations and structures of operated buildings]. Moscow, ASV Publ., 2021. 704 p.
18. Pudovkin A.N., Yudin A.A., Ganeyeva E.I., Parfenova A.A. The use of gypsum production waste in wall building materials. Vestnikyevraziyskoynauki, 2021, vol. 13, no. 1, p. 12 (In Russian).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Бикташева Анастасия Рамильевна, аспирант, старший преподаватель кафедры автомобильных дорог и технологии строительного производства, Уфимский государственный нефтяной технический университет. Мухамедзянов Радик Рамилевич, соискатель, Уфимский государственный нефтяной технический университет. Салов Александр Сергеевич, к.т.н., доцент кафедры автомобильных дорог и технологий строительного производства, Уфимский государственный нефтяной технический университет.
Удалова Елена Александровна, д.т.н., проф. кафедры физической и органической химии, Уфимский государственный нефтяной технический университет.
Габитов Азат Исмагилович, д.т.н., проф. кафедры строительных конструкций, Уфимский государственный нефтяной технический университет.
Biktasheva Anastasiya R., Postgraduate Student, Senior Lecturer of the Department of Roads and Construction Technology, Ufa State Petroleum Technological University.
Mukhamedzyanov Radik R., Applicant, Ufa State Petroleum Technological University.
Salov Aleksandr S., Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Roads and Technologies of Construction Production, Ufa State Petroleum Technological University.
Udalova Elena A., Dr. Sci. (Tech.), Prof. of the Department of Physical and Organic Chemistry, Ufa State Petroleum Technological University. Gabitov Azat I., Dr. Sci. (Tech.), Prof. of the Departments of Building Structures, Ufa State Petroleum Technological University.
1 •2023
История и педагогика естествознания
В3
