11 Қоршаған ортаны қорғау
Қазақстанның дамуының стратегиялық мақсаты мен концептуальді моделінің негізгі бағыттарының бірі газ конденсаты мен мұнай кен орындарын анықтау мен ұсыну, мұнай мен мұнай өнімдерін шығару, тасымалдау және өңдеуге байланысты көлемді мәселелердің тиімді шешімдерін қабылдау болып табылады. Көмірсутекті шикізаттарды құрлықтан да, теңізден де өндірудің, тасымалдаудың, өңдеудің және оларды тұтынудың даму болашағы аймақтың экологиялық тепе-теңдігін сақтау қажеттілігін талап етеді, яғни қоршаған ортаны қорғау мәселесі шешілуі тиіс.
Мұнай, газ өңдеу және өндіру өнеркәсіптерінің Қазақстан Республикасының экономикасын дамытудағы мәні орасан зор. Қазіргі күні ірі шет елдік мұнай компаниялары қатысып жатқан, мұнай-газ шикізатының теңдесі жоқ қорларын игеру мақсатында жұмыстар жүргізілуде. Мұнай мен газды өндіру және өңдеу көлемі үнемі артқан сайын қоршаған ортаның ластану мүмкіндігі де арта түсуде. Сол себепті қазірден бастап осы фактордың теріс салдарларын талдау және алдын алу қажет.
Мұнай өңдеу және мұнай химиясы кәсіпорындарынан көп мөлшерде көмірсутектер, күкірт қос тотығы, азот тотықтары, күкіртсутек, аммиак, хлор, фенол, формальдегид, ацетон, толуол және тағы басқа заттар түседі. Мұнай өңдеу және мұнай химиясы кәсіпорындарында көмірсутектердің (CnHm) және басқа да заттардың едәуір мөлшерде шығындалуы шығарылымдарды азайтудың іс-шараларын жасау мен іске асырудың қажеттігін көрсетеді [28].
Қазіргі өндіріс дамуында қоршаған ортаны қорғауға үлкен көңіл бөлініп отыр. Соның ішінде, әсіресе мұнай химия және мұнай өңдеу өндірістеріне ерекше көңіл бөлінуде. Мұндай өндірістер күшті улы және зиянды заттар, күкіртсутек, барлық газ түрлері, уытты сұйықтар мен мұнай дистилляттары және тағы басқаларды қолдану мен өңдеу жұмыстарымен байланысты болғандықтан, үлкен қауіп-қатер дәрежесі бар өндірістер қатарына енеді. Сондықтан мұнай өндіру және мұнай өңдеумен байланысты мекемелер қоршаған ортаны қорғау мәселесін дұрыс әрі тиімді шешкен жөн. Мұнай өңдеуші өндірістерде атмосфераға жарылыс және өрт қаупі бар, ал мұнай өнімдерінің жануы барысында атмосфераға көп мөлшерде түрлі улы және зиянды заттар бөлінуі мүмкін. Мұндай жағдайдан тек бірнеше жеке өлім ғана емес, сонымен бірге өндіріс орналасқан биосфера аймағын ластайды. Яғни аймақтың экологиялық апатқа ұшырау мүмкіндігі артады [29,30].
Сол себепті мұнай химиялық кәсіпорын салалары қазіргі нормалар мен қауіпсіздік талаптарына сай тұрғызылуы тиіс.
Мұнай өңдеуде қоршаған ортаны ластау көздері
Отын-энергетика кешенінің өндірістері, соның ішінде химия, мұнай өндеу және мұнай химия өндірістері, сонымен қабат автомобиль көлігі қазіргі кезде табиғатты: ауаны, жерді, су қоймаларын және теңіздерді ластаушы көздердің ең ірілерінің қатарына жатады. Ауаның антропогенді ластануы ластану көзіне көліктік, негізінен автомобильдердің қозғалтқыштарында жанған отынның қалдық газдарымен байланысты. Олардың құрамында көміртегі, күкірт және азот тотықтары, көмірсутектері және олардың ішінде ең белсендісі 3,4-бензпирен, күйе, тағы да, өте улы құрамында қорғасын, хлор, бром бар өнімдер болады. Көміртегі, күкірт және азот тотықтары, тағы да, одан әрі ауа ылғалымен әрекеттесу нәтижесінде "қышқылдық жаңбыр" деп аталатын екінші ластаушыны түзеді.
Қоршаған ортаны қорғауға соңғы жылдары көп көңіл бөлінуде. Қазіргі мұнай өңдеу зауыттарының қуаты жоғары (12-18 млн.т/ж) және технологиялық қондырғылар түрлері әрқилы болғандықтан мұнайды өңдеу қоршаған ортаға келтіретін зияны және ағын судың ластануы өсе түседі.
Көпшілік зауыттарда күкіртті мұнайларды өңдейді; терең өңдеуде, қайта өңдеу процестерімен бірге мұнайдың 8-10% газ түріндегі көмірсутектерге айналады, оларда күкіртті сутегінің мөлшері жеткілікті болады. Дистиллятты өнімдер құрамында гидротазалау мен тұрақтандырудан кейін іс жүзінде күкірт болмайды. Ал мұнай қалдықтарының құрамында күкірт мөлшері жеткілікті, сондықтан оларды қазан отыны есебінде қолдануда қоршаған ортаға көп мөлшері де түтін газында SО2 болады. Көпшілік қайта өңдеу процестерінің өнімдеріндегі күкірт мөлшері (әсіресе күкіртті мұнайлардан алынған) алғашқы өңдеу өнімдеріндегіге қарағанда көп жоғары, себебі мұнайдағы күкірттің 40-тан 70% дейін мөлшері каталитикалық пен термиялық крекинг және кокстеудің дистилляты немесе қалдық шикізаттарында жиналады. Крекинг катализаторын регенерациялау газдарында да күкірт қос тотығы болады.
Термиялық крекинг қондырғысының артық газын күкіртті сутегінен тазаламай факелге жағуға шығару да зиян. Ондай газды жинап күкірттен тазалап пайдалану қажет.
Егер каталитикалық крекинг, кокстеу және басқа термокаталитикалық пен термиялық процестердің құбырлы пештерінде отынның толық жануы жүріп, негізгі қауіпті күкірт қос тотығы болса, онда каталитикалық крекинг қондырғыларының регенераторларында күкірт қос тотығынан бөлек, әдетте улы көміртегі тотығы болады, оны пайдалану-қазандығында жағып СО2-ге ауыстыру керек. Тек соңғы жылдары регенератор көлемінде көміртегін толық жандыруға шара қолдануда. Өте жоғары түтін мұржасын (120-200 м) пайдалану түтін газдарын жерден көп биіктікте тарап зиян келтірмеуді қамтамасыз етеді.
Күкірттің қос тотығының түтін газдарындағы мөлшерін төмендетуді екі жолмен іске асыруға болады: 1) қазан отынын күкірттен тазалау (гидрокүкіртсіздендіру) және 2) түтін газдарын тазалау.
Қазіргі жаңа каталитикалық крекинг қондырғыларында микросфералы катализаторлар қолданады. Олардағы циклондардың жұмысының ақауларынан, реакторлардан көмірсутегі буларымен ілесіп катализатор бөлшектерінің ең майда бөлігі колоннаға, ал түтін газдарымен-регенератордан пайдалану-қазандығына және түтін мұржасына түседі. Силикатты шаң пайдалану-қазандық құбырларына отырып жылу беру коэффициентін төмендетеді, түтін газдарымен ауаға тарағанда адамның тыныс алу жолдарын тарылтып, күшті тітіркендіреді; катализатордың осылай шығын болуы экономикалық жағынан тиімсіз. Катализатордың ұнтағының жоғалуын болдырмау үшін регенераторда үш сатылы циклондар электрсүзгіштермен бірге қолданылады.
Қоршаған ортаның көмірсутектер буларымен ластаудың негізгі резервуар паркі болады; булану резервуарды толтыруда және босатуда ("үлкен демалу") сыртқы мен ішкі резервуар температурасының өзгеруінен қақпақтар арқылы ("кіші демалу") демалуы орын алып ауа ластанады. Ағын суды тазалау жабдықтарынан, кішкентай жиынды мұнай көлшігі және тоғаны беттерінен буланудан да көмірсутектерінің жоғалуы көп болады. Сораптар, компрессорлар және арматуралар сальниктерінің тығыз жабылмауы есебінен, факелдерде, аппараттардың сақтаушы қақпақтары арқылы жоғалу да болады.
Таза судың шығынын азайту және ағын су көлемін қысқарту мақсатында МӨЗ мұнай өнімінің ақырғы температурасын төмендете түсуде су тоңазытқышымен бірге ауа конденсатор-тоңазытқаштарын кең көлемде қолданады. Шығатын мұнай өнімдерін терең суыту үшін суық айналма таза құдық суын да пайдалану ұсынылады.
Қазіргі МӨЗ айналма сумен қамтамасыз ету жүйесін қолданады. Айналма су аздап буланып азаяды, оның құрамында тұздар мен басқа зиянды заттар концентрациясы осы себептен өседі. Айналма судың жоғалымын орнына келтіру мен құрамын бірқалыпта ұстап тұру үшін, оның бір бөлігін тазалауға жібереді, ал біразын таза сумен алмастырады. Суды тазалау жүйесі механикалық тұндырудан, физика-химиялық процестен және активті тұнбамен биохимиялық тазалаумен бітеді. Үлкен қазіргі МӨЗ айналма суды пайдалану деңгейі 96-97%-ға жетеді.
Ауаны қорғау проблемаларының шешімі ағын сусыз өндіріс жасаумен табылады. Кейбір жаңа зауыттарда ол үшін мынадай шаралар белгіленуде:
мұнайы бар аз минералданған ағын суларды биохимиялық тазалаумен бірге сүзу және айналма суды жүйеге қайта беру;
жоғары минералданған ағын суларды буландырумен конденсатты жүйеге қайта беру немесе технологиялық қажеттілікке пайдалану;
зауытты сумен қамтамасыз етуде жауын мен қар суын және тұрмыстық ағын суларды биохимиялық тазалаудан кейін пайдалану [6,29-33].
Дизель отынын гидротазалау қондырғысының технологиясының қысқаша суреттемесі
Берілген дипломдық жобаның тақырыбы дизель отынын гидротазалау болып табылады.
Құрамында күкіртті қосылыстары бар дизель отыны дизель отыны сутекқұрамды газбен араластыруға беріледі және реактор блогының жылуалмастырғыштарында және пештерде реакция температурасына дейін қыздырылады, содан кейін күкірт, азот және оттегі қосылыстарының ыдырауы, сонымен қатар қанықпаған және ароматты көмірсутектердің гидрленуі жүретін гидротазалау реакторына түседі.
Сутекқұрамды газ бен гидрлеу өнімдерінің қоспасы жылутасымалдағыштарда және тоңазытқышта салқындатылады да газдың сұйық гидротазаланған өнімнен бөлінуі жүретін жоғары қысымды сепараторға түседі. Сепаратордан шыққан сутекқұрамды газ күкіртсутектен тазалану үшін абсорберге бағытталады, онда күкіртсутек моноэтаноламин ерітіндісімен жұтылады. Тазаланған газ жаңа сутекқұрамды газбен толықтырылып, жүйеге кері қайтады. Сепаратордан кейінгі сұйық гидрогенизатта еріген сутек, метан, этан, пропан және бутан болады, олар төмен қысымды сепараторда бөлінеді. Соңында гидрогенизат тұрақтандыру колоннасында тұрақтандырылады.
Тұрақтандырылған гидротазаланған дизель отыны жылуалмастырғыш пен тоңазытқышта салқындатылады да қондырғыдан тауарлы өнім есебінде шығарылады.
Қондырғыда алынған күкіртсутек күкірт немесе күкірт қышқылын алуға жіберіледі.
Қондырғыда су айналымының тұйық жүйесі қолданылады, тек судың белгілі мөлшері шығарылады және жаңартылады. Су айналымының мұндай тұйық жүйесі қоршаған ортаға судың көмірсутектермен ластанған үлкен шығарылымдарын тоқтатуға ғана мүмкіндік бермейді, сонымен қатар экономикалық тиімді болып келеді. Газдар факелге немесе құбырға шығар алдында газды тазалау мен ағындарды залалсыздандыру түйін-блогы арқылы өтеді, яғни сүзгіштерді қолданусыз жоғары нәтижелілікпен атмосфераға зиянды газдар шығарылымдарын төмендетуге мүмкіндік береді. Бұл көрсеткіштер шығарылушы газдарды факелде жағу кезінде төмендейді.
Атмосфералық ауаның ластануын төмендету мақсатында жобада келесідей іс-шаралар қарастырылады:
сақтандырғыш клапандардың шығарылымы 20-D-001 сепараторы арқылы факелге бағытталады;
реакторлардың сақтандырғыш клапандардың шығарылымы 20-V-004 скрубберлері арқылы сумен бүркіледі де ары қарай шыраққа бағытталады;
жөндеу алдында, жөндеу мерзімінде немесе апат кезінде газ тәріздес өнімдер 20-D-001 және 20-V-002 арқылы қарастырылады;
винтті компрессорлар, ауамен салқындатқыш аппараттар, сораптар секілді құрал-жабдықтардың герметикалылығы қарастырылады;
конденсацияланбайтын газ пештің жану камерасына бағытталады, құрамында күкіртсутегі бар МЭА адсорберіне тазалану үшін беріледі.
Дизель отынын гидротазалау қондырғысының желдету жүйесінен түтінді газдардың атмосфераға шығарылымдарынан басқа қондырғыда үнемі ұйымдастырылған шығарылымдар қарастырылмаған. Қоршаған ортаға зиянды заттар тиеуші-реттеуші және сақтандырғыш аппаратурада, коммуникация құбырында, сораптардың айналушы валдардың сальниктерінде герметикалылықтың нашарлығынан, сонымен қатар реакторларды жөндеу, катализаторларды салу мен шығару кезінде түседі.
Дизель отынын гидротазалау қондырғысының зиянды заттарымен атмосфераны ластаушы шығарылымдардың көздері 11.1 кестеде келтірілген.
Кәсіпорын айналасында міндетті түрде арнайы тазалық сақтау аймағы болады. Мұндай аймақ шекарасы аз мөлшердегі топ адамдары тұратын орындар мен қалалар, тұрғындар аймағына дейін жетпейді. Тазалық сақтау аймағында мал бағу немесе басқа ауылшаруашылық жұмыстарымен айналысуға тыйым салынған.
Мұнайлы кәсіпорын саласында табиғи және жасанды су бассейндерін қорғау үшін арнайы тазалау құрылғылар жүйесі қолданылады.
Қоршаған су бассейндерінен өндіріске су жіберу кезінде оны тазалаудан өткізеді, кәсіпорын және қондырғы канализация жүйесінен пайдаланылған су қоспалары, сонымен бірге басқа да қалдықтар тазалауға түседі. Бұл тазалауда қалдық су құрамында зиянды заттар және олардың қосылыстарының мөлшері өте төмен және мүмкін шектік концентрациядан аспауы керек, сонда ғана су қалдығы су қоймасында немесе су каналдарында өндіріледі.
Ауа бассейнін қорғау, оны жиі қалпына келтіру үшін эрозиялық процестерден жердің беткі қабатын сақтау мақсатында кең ауқымда зауыт және тазалық сақтау аймақтарын көгалдандыру жұмыстары жүргізіледі.
Көгалдандыру өсімдігі көмірқышқыл газ мөлшерінің артығын жұтып, атмосфераға оттегін бөліп шығарып отырады.
Зиянды құбырлы қалдықтар адам өміріне – қызметті персоналдар, одан басқа биологиялық тіршілікке зиянын келтірмес үшін кәсіпорын құбырлары қоршаған орта мен бүкіл қоршаған территорияға күшті залалын тигізбей тарап кету үшін биікке көтерілген [17].
Берілген жобадағы қондырғы атмосфераны, сонымен бірге гидросфераны зиянды, ластау көзі болып табылады.
Кесте 11.1 – Зиянды заттардың шығарылымдарының көрсеткіштері
Дизель отынын гидротазалау-дың зиянды заттар шығаратын көзі
|
Шығары-лым көзінің атауы
|
Диаметр, (м)
|
Шыға-рылым көзінің биіктігі, (м)
|
Шығарылым көзінен газ-ауалы қоспасының параметрлері
|
Зиянды заттардың шығарылымдарының параметрлері
|
газ-ауалы қоспаның жылдамдығы, (м/с)
|
темпе-ратура,
С
|
заттар-дың атауы
|
мөлшері, (т/жыл)
|
мөлшері, (г/с)
|
бір реттік максималды МШК (мг/м3)
|
орта тәуліктік МШК (мг/м3)
|
Пештер блогы
|
Түтінді мұржа
|
1,748
|
90
|
1,3
|
230
|
СО
|
37,2
|
1,28
|
3,0
|
1,0
|
|
|
|
|
|
|
NO
|
233
|
8,1
|
0,085
|
0,085
|
|
|
|
|
|
|
NO2
|
107
|
3,7
|
0,085
|
0,085
|
|
|
|
|
|
|
SO2
|
36
|
1,24
|
0,05
|
0,05
|
Кесте 11.2 – Қатты және сұйық қалдықтар
Қалдықтың атауы
|
Түзілу кезеңі
|
Шикізаттың бірлігіне шығарылымның меншікті нормасы, (кг/т)
|
Мөлшері, кг/тәу (т/жыл)
|
Залалсыздандыру, көму орны және шарты (әдісі)
|
Ескерту
|
Қолданылған катализаторлар
|
3-4 жылда бір рет
|
0,25
|
300-350 т/жыл
|
Қолданылған катализаторлар катализаторларды жеткізушілерге қайтарылады
|
Реакторларда катализаторларды ауыстыру кезінде
|
Патронды сүзгішке арналған сүзгілеуші элементтер
|
Жылына бір рет
|
210-4
|
0,1-0,2 т/жыл
|
Тасталуға бағытталады
|
Ауыстырылу батпақпен, қабыршақпен және т.с.с. толғаннан кейін жүргізіледі
|
Кесте 11.3 – Ағынды су
Ағынның атауы
|
Ағынды судың түзілу мөлшері, м3/сағ
|
Залалсыздандыру, жою шарты (әдісі)
|
Тастаудың кезеңі
|
Тастау орны
|
Ағындарда лас заттардың орнатылған нормасы
|
Ескерту
|
Пайдаланылған сілті
|
250 т/тәу
|
Ағынды суды биологиялық тазалау
|
Мерзімді
|
20-D-003 cепараторы
|
–
|
Катализаторды бастапқы қалпына келтіруде (кемінде екі жылда бір рет)
|
Қышқылданған су
|
46,6103 т/жыл
|
Қышқыл суды буландыру мен биологиялық тазалау
|
Үнемі
|
20-D-004 бір рет булану сыйымдылығы
|
Массалық үлесі,
млн-1:
H2S – 9410;
NH3 – 5240
|
Құрал-жабдықтағы тұзды шаюға арналған жуушы су
|
Қышқылданған су
|
10,2103 т/жыл
|
Қышқыл суды буландыру мен биологиялық тазалау
|
Үнемі
|
20-D-008 буландыру колоннасы ресиверінің тұндырғышы
|
Массалық үлесі,
млн-1:
H2S – 11960;
NH3 – 4032
|
Мұнай өнімдерін буландыру кезіндегі конденсат
|
Қышқылданған су
|
96
|
Ағынды суды биологиялық тазалау
|
Мерзімді
|
Будың шығымы
|
Массалық үлесі,
млн-1:
май – 11960;
өлшенген заттар, көп емес – 400
|
Техникалық қызмет кезінде құрал-жабдықтарды буландыруда түзіледі
|
Жаңбырлы су
|
924
|
Ағынды суды биологиялық тазалау
|
Мерзімді
|
Жаңбырлы канализация
|
Массалық үлесі,
млн-1:
өлшенген заттар, көп емес – 400
|
Атмосфералық тұнбалар
|
Бір көзден шығатын шығарылымдарымен атмосфера ластануын есептеу
Мүмкін-шектік шығарылым деп өсімдік және жануарлар өмірі, адамдар концентрациясы ауа сапасы нормативтен аспауын қарастыратын ғылыми – техникалық шығарылым нормативті, зиянды заттардың мүмкін-шектік концентрациясы деп шектеусіз уақыт мерзімінде күнделікті адам өміріне және денсаулығына зиянын тигізбейтін зиянды заттар мөлшері. Мүмкін-шектік концентрация тұрғындар аймағындағы ауада үлкен және орташа тәуліктік мәндерде болады.
Шар (дөңгелек) формадағы құбырдан шығып жатқан газ қоспалары, бір көзбен қарағанда, оның жерге қону концентрациясы См (мг/м3) келесі формуламен анықталады:
Достарыңызбен бөлісу: |