Главная » 2014 » Август » 8 » Скачать Совершенствование технологии и оборудования для обезвреживания нефтезагрязненных материалов методом реагентного капсулирования. бесплатно
4:44 AM
Скачать Совершенствование технологии и оборудования для обезвреживания нефтезагрязненных материалов методом реагентного капсулирования. бесплатно
Совершенствование технологии и оборудования для обезвреживания нефтезагрязненных материалов методом реагентного капсулирования
Диссертация
Автор: Логунова, Юлия Владимировна
Название: Совершенствование технологии и оборудования для обезвреживания нефтезагрязненных материалов методом реагентного капсулирования
Справка: Логунова, Юлия Владимировна. Совершенствование технологии и оборудования для обезвреживания нефтезагрязненных материалов методом реагентного капсулирования : диссертация кандидата технических наук : 03.00.16 / Логунова Юлия Владимировна; [Место защиты: Уфим. гос. нефтяной техн. ун-т] - Омск, 2009 - Количество страниц: 148 с. ил. Омск, 2009 148 c. :
Объем: 148 стр.
Информация: Омск, 2009
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
11 Загрязнение окружающей среды при добыче, транспорте, хранении, распределении и переработке углеводородного сырья и их потенциальная опасность
111 Источники загрязнения окружающей природной среды при строительстве скважин опасность
112 Источники загрязнения при транспорте, хранении, распределении и переработке углеводородного сырья
113 Оценка опасности при попадании в окружающую среду нефти и нефтепродуктов
12 Обезвреживания отработанных буровых растворов и нефтезагрязненных грунтов
121 Классификация буровых шламов и нефтезагрязненных грунтов
122 Сбор, обезвреживание загрязнений и преодоление последствий
123 Основные методы обезвреживания нефтезагрязненных отходов производства
1231 Анализ современных технологий обезвреживания твердых и пастообразных нефтезагрязненных материалов
1232 Современный уровень технологии капсулирования нефтезагрязненных отходов
124 Оборудование для обеспечения метода капсулирования 32 13 Выводы и постановка целей и задач исследования
ГЛАВА 2 АНАЛИЗ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕАГЕНТНОГО КАПСУЛИРОВАНИЯ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ
21 Теория и практика обезвреживания загрязненных материалов методом'реагентного капсулирования
22 Характеристика реагентов и их совершенствование
221 Технические требования к реагентам
222 Создание и исследование опытных образцов реагентов с использованием различных гидрофобизаторов
2221 Создание опытных образцов реагента
2222 Экспериментальные исследования по гидрофобизации реагентов
23 Исследование кинетики процесса реагентного капсулирования на примере капсулирования буровых шламов
231 Установка для исследования
232 Методика исследования кинетики реагентного капсулирования
233 Состав и свойства экспериментальных загрязненных материалов
234 Результаты исследований процесса реагентного капсулирования
24 Определение потребного количества компонентов для 56 осуществления реагентной технологии
25 Временные и температурные условия отдельных стадий 61 капсулирования
26 Результаты и выводы по главе
ГЛАВА 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КАПСУЛИРОВАННЫХ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ОЦЕНКА ИХ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
31 Номенклатура показателей свойств загрязняющих материалов и методы их определения
32 Методы и техника анализа загрязнителей
321 Определение фазового состава
322 Определение компонентного состава углеводородов
33 Методика экспериментальных исследованийкапсулированных нефтезагрязненных материалов
34 Результаты опытно-лабораторных исследований характеристик капсулированных нефтезагрязненных материалов
35 Анализ эффективности применения метода реагентного капсулирования
36 Результаты и выводы
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КАПСУЛИРОВАННЫХ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ФАКТОРОВ
41 Устойчивость капсул в водной среде
411 Оценка устойчивости капсул по органолептическим показателям
412 Влияние замораживания на устойчивость капсул
413 Оценка устойчивости капсул при попадании в водоемы рыбохозяйственного назначения Токсикологическое воздействия капсул в водоемах
42 Устойчивость капсул к воздействию кислых сред
43 Выводы
ГЛАВА 5 АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОМ ЫШЛЕННЫХ
МАСШТАБАХ 100 5Л Концепция организационно-технического решения задач промышленного обезвреживания и утилизации нефтезагрязненных материалов
52 Технология реагентного капсулирования нефтезагрязненных материалов в установках квазизакрытого типа и технические средства для ее осуществления
53 Разработка реактора-смесителя для реагентного обезвреживания нефтезагрязненных материалов 104 53 Л Назначение и область применения реактора-смесителя
532 Основные конструкторские решения
533 Устройство реактора-смесителя 108 533 Л Принцип действия реактора-смесителя
5332 Кинематика
5333 Техническая характеристика реактора-смесителя
5334 Порядок работы реактора-смесителя
54 Стендовые испытания реактора-смесителя
541 Цели и задачи стендовых испытаний
542 Разработка технологии реагентного обезвреживания загрязненных материалов для реактора-смесителя СШ-2В
5421 Дозирование компонентов
5422 Режим работы реактора-смесителя
543 Проверка качества обезвреживания загрязненных материалов при использовании реактора-смесителя
544 Программа стендовых испытаний
545 Результаты стендовых испытаний
55 Экономическая эффективность внедрения
56 Результаты и выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
Введение:
Актуальность. Научно-технический прогресс — основа концепции социально-экономического развития общества. Неизбежным следствием научно-технического прогресса является не только улучшение качества жизни человека, защищенность его от многих природных факторов, но и резко возрастающие антропогенные нагрузки на объекты окружающей среды и, в первую очередь, на ее наиболее уязвимый компонент - биосферу.
Характерным примером отрицательного антропогенного воздействия на природную среду результатов хозяйственной деятельности человека в нашей стране может служить нефтегазодобывающая, промышленность. По уровню техногенного влияния на окружающую природную среду нефтегазовый комплекс занимает одно из первых мест среди других производств, загрязняя практически все компоненты природной среды. Загрязнение происходит на всех этапах: при строительстве и эксплуатации скважин; транспортировке и переработке углеводородного сырья и, при существующем уровне техники и технологиях, исключить этот процесс полностью нельзя.
В связи с возрастающими требованиями к охране окружающей среды проблема обезвреживания нефтезагрязненных материалов является весьма актуальной и требует как разработки новых, так и совершенствования существующих методов преодоления последствий загрязнения.
Степень изученности проблемы.
В станах ЕС и США в последние пятнадцать — двадцать лет технология обезвреживания промышленных отходов и санации загрязненных ядовитыми веществами грунтов и почв методом реагентного капсулирования получила относительно широкое распространение.
Однако научно-техническая информация по данной проблеме, публикуемая в открытой зарубежной печати носит очень ограниченный и зачастую рекламный характер. Авторами разработок не раскрываются технологические параметры* процессов, оптимальные режимы обработки, отсутствуют сведения о компонентном составе капсулирующих реагентов, технологии их производства, принципах работы и конструктивных особенностей оборудования и т.п.
В литературе отсутствуют системные исследования влияния капсул на компоненты окружающей среды, их поведение под воздействием различного рода физических и химических факторов, изменений происходящих с течением времени.
Объект исследования. Объектами исследования являются технология и оборудование для обезвреживания нефтезагрязненных отходов методом реагентного капсулирования
Предмет исследования. Количественные показатели эффективности снижения давления на окружающую среду основных видов нефтезагрязненных грунтов и буровых шламов
Цель работы. Целью работы является совершенствование технологии обезвреживания нефтезагрязненных материалов методом реагентного капсулирования, совершенствование технических средств для ее обеспечения и оценка последствий применения метода реагентного капсулирования на окружающую среду.
Задачи исследования:
1. Разработать рецептуру и создать опытные образцы капсулирующих реагентов, обладающих максимальной эффективностью при обезвреживании углеродосодержащих отходов различного агрегатного состава.
2. Разработать .принципы подбора режимов капсулирования загрязненных материалов и дозировки компонентов, участвующих в процессе капсулирования при различном содержании углеводородной фазы.
3. Провести анализ влияния капсулированного материала на окружающую среду с учетом воздействия на него временных, природных и антропогенных факторов.
4. Дать рекомендации по промышленному применению метода- реа-гентного капсулирования для обезвреживания основных видов нефтезагрязненных грунтов.
Методы исследования.
Углеводородная фаза экстрагировалась хлороформом на. аппарате Со-кслета и после отгонки растворителя оценивалась весовым и фотокалориметрическим методами. Определение компонентного состава углеводородов проводилось по методу Энглера. Ионный состав водных вытяжек загрязненных материалов определялся по стандартным методикам титрометрии и электрометрическим способом с использованием ионселективных электродов1. Для анализа токсикологического воздействия капсул использован метод биотестирования.
Новизна полученных результатов состоит:
1. В разработке рецептуры и создании опытных образцов новых капсу-лирующих реагентов на основе активной окиси кальция и нефтепарафинов в качестве гидрофобных модифицирующих добавок.
2. В проведении' оценки эффективности реагентов, где показано, что содержание гидрофобизатора 5 -20% обеспечивает сорбционную способность реагента до 210 минут.
3. В определении потребности реагента и воды для нефтезагрязненного материала различного состава. Для нефтешламов полученных при очистке магистральных нефтепроводов, при транспорте и хранении нефти, доза реагента от массы нефтепродуктов составляет 80-100%.
4 В определении устойчивости капсулированных нефтезагрязненных материалов при воздействии на них природных и техногенных факторов: влаги, температурных колебаний, кислотных дождей. Установлено, что длительное нахождение капсул в воде не вызывает появления токсических веществ в окружающей среде, замораживание и размораживание капсул не приводит к их деструкции, реальные кислотные дожди с содержанием серной и азотной кислот до 1% масс в месте контакта с капсулированным материалом не вызывают его разрушения.
5. В установлении того, что при длительном хранении капсулированно-го материала на»открытом воздухе на промышленных площадках в условиях Крайнего Севера не происходит нарушение структуры капсул.
На примере исследования капсул со сроком их изготовления 3 месяца, 3 года и 6 лет показано, что устойчивость капсул к воздействию природных и техногенных факторов повышается с увеличением срока их хранения.
Практическая ценность.
Разработаны более совершенные реагенты с использованием нефтепа-рафинов, являющихся отходами нефтехимического производства в качестве гидрофобизатора, что позволяет повысить эффективность метода реагентного капсулирования нефтезагрязненных материалов и снизить стоимость самих реагентов.
Результаты испытаний предложенной технологии обезвреживания, основных видов нефтезагрязненных материалов позволяют создавать промышленные установки и назначать максимально эффективные режимы их работы при обезвреживании нефтезагрязненных материалов различного агрегатного состава и> содержания углеводородной фазы.
Реализация и внедрение результатов работы.
Рецептура реагентов, их дозировка, а также принципы подбора режимов капсулирования нефтезагрязненных материалов при различном содержании углеводородной фазы легли в основу «Регламента обезвреживания нефтезагрязненных отходов и почвогрунтов, образующихся в результате производственной деятельности предприятий магистральных нефтепроводов». Регламент внедрен в ОАО «Северные магистральные нефтепроводы».
Разработанная технология реагентного обезвреживания реализована в методике опытно-лабораторных испытаний реактора-смесителя двухвально-го СШ-2В-700, что позволило успешно использовать его для работы в условиях Крайнего Севера.
Апробация работы. Содержание основных разделов диссертации докладывались на международных, всероссийских и отраслевых конференциях: научно-техническом совете ОАО «Газпром», секция «Техника и технология бурения скважин», г. Тюмень, 2004 г.; IV научно-практическая конференции, г. Усинск, 2006 г.; УП конгрессе нефтегазопромышленников России, г.Уфа, 2007 г.; II международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы трубопроводного транспорта Западной Сибири», г. Тюмень, 2008 г.
Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на научном семинаре кафедр «Промышленная экология и безопасность» и «Транспорт и хранение нефти и газа, стандартизация и сертификация» Омского государственного технического университета.
Публикации. Результаты диссертационной работы изложены в 3 статьях, материалах докладов 5 научных конференций, 1 патенте на полезную модель.
На защиту выносятся.
1. Результаты исследования по созданию опытных образцов капсули-рующих реагентов, обладающих максимальной эффективностью при обезвреживании нефтезагрязненных материалов различного агрегатного состава и содержания углеводородной фазы.
2. Результаты анализа влияния капсулированного материала на окружающую среду с учетом воздействия на него временных, природных и антропогенных факторов.
3. Методика и результаты испытаний технологии промышленного обезвреживания основных видов нефтезагрязненных материалов на опытно-промышленном образце реактора-смесителя двухвального СШ-2В-700.
Описание структуры работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованных литературных источников, содержащих 170 наименований и 3 приложения. Диссертация содержит 38 рисунков и 24 таблицы. Общий объем работы 147 страниц.
