Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Анализ атмосферного воздуха в выбросах технологической печи нефтеперерабатывающего завода г. Туапсе

Анализ атмосферного воздуха в выбросах технологической печи нефтеперерабатывающего завода г. Туапсе


Анализ атмосферного воздуха в выбросах технологической печи нефтеперерабатывающего завода г. Туапсе

Особенностью нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) является получение разнообразной продукции из исходного нефтяного сырья. К основным технологическим процессам переработки нефти относятся: подготовка нефти, ее обезвоживание и обессоливание; атмосферная и вакуумная перегонка; деструктивная переработка (крекинг, гидрогенизация, изомеризация); очистка светлых продуктов и получение и очистка масел [1].

На НПЗ нефть подвергают глубокой очистке до содержания солей менее 5 мг/л и воды менее 0,1% мас. Это производится на комбинированной электрообезвоживающей и электрообессоливающей установке - ЭЛОУ АВТ (атмосферно-вакуумная трубчатка). Технология глубокой перегонки нефти включает две стадии: атмосферную перегонку и перегонку под вакуумом мазута с отбором газойлевых фракций и в остатке гудрона.

На Туапсинском НПЗ в 2013 г. введена мощная российская установка первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ-12. В 2012 г. В рамках контракта, заключенного между ОАО «Ижорские заводы» и ООО «РН-Туапсинский НПЗ» (входит в структуру НК «Роснефть»), в 2010 г. было изготовлено шесть тяжеловесных емкостных аппаратов, предназначенных для глубокой переработки нефти и получения высококачественного топлива стандарта Евро5. На церемонии пуска ЭЛОУ-АВТ-12 присутствовал Президент Российской Федерации Владимир Владимирович Путин. Президент ОАО «НК «Роснефть» Игорь Иванович Сечин отметил, что это уникальная установка, аналогов которой нет в нашей стране, а всего в мире существует шесть установок с такой производительностью [2].

Радиантная камера оснащена вертикальной системой змеевиков. Трубы расположены на опорах, на поде и на подвесках, которые закреплены на стенах печи. Это способствует обеспечению заданной структуры теплового потока и равномерности температуры в пределах периметра труб. Конвективный змеевик каждой камеры печи изготовлен из оребренных труб, размещенных в шахматном порядке. Первые три ряда труб выполнены гладкими для защиты оребренных труб от прямой радиации. Змеевик пароперегревателя каждой камеры печи расположен в камере конвекции в рассечку с сырьевым змеевиком и является горизонтальным и однопоточным. Восемнадцать дутьевых газовых горелок размещены в поде печи для ее нагрева.

Каждая секция печи включает четыре блока, из которых один радиантный блок и три конвективных камеры. На каждой секции печи устанавлены три шибера с пневмоприводами, с ручным и автоматическим управлением. Продукты сгорания проходят радиантные и конвективные камеры и направляются по дымоходам в воздухоподогреватель и далее в отдельно стоящую дымовую трубу.

Облицовка внутренней поверхности печи (боковые стены и своды камер радиации) выполнена химически стойкими и теплоизоляционными матами из керамического волокна с плотностями равными 96 кг/м3, 128 кг/м3, 160 кг/м3. Остальная футеровка изготовлена из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе. Ретурбентные камеры конвекции теплоизолированы матами минераловатными прошивными. Перекидки между камерами конвекции и радиации облицованы муллитокремнеземистым войлоком и покрыты оцинкованным листом. Муллитокремнеземистый войлок изготовлен из волокон муллито-кремнеземистого состава, полученного плавкой в электрической печи чистых оксидов алюминия и кремния с последующим образованием волокна методом раздува. Для придания материалу прочности и упругости в волокна добавлено связующее. Температурные швы забиты муллитокремнеземистой ватой.

Структура футеровки:

- под радиантной камеры 250 мм;

- стены радиантной камеры 150 мм;

- свод 200 мм;

- камера конвекции 150 мм;

- газосборник 100 мм;

- переходник 75 мм.

Режим сушки футеровки включает: сушку технологическими горелками печи при обязательной циркуляции теплоносителя через змеевики печи; бетон на глиноземистом цементе для достижения проектной прочности выдержан в течение 3 суток от начала сушки; подъем температуры в печи в строгом соответствии с графиком режима сушки футеровки; контроль режима сушки по технологическим термопарам, установленным на выходе из камеры радиации (на перевале).

Каркас печи включает в себя лестницы, стремянки для технического обслуживания элементов печи, приборов КИПиА, шиберов, змеевиков, смотровых люков для контроля и регулировки пламени горелок, предохранительные взрывные окна. На случай аварийных ситуаций предусмотрена система пожаротушения: паровая завеса печи, подача пара в камеру печи, подача пара в змеевики печи.

Печь Н-2001/1,2,3,4 предназначена для нагрева прямогонного мазута колонны Т-1002, направляемого в вакуумную колонну Т-2001. Печь состоит из четырех секций. Секции 1 и 3 одинаковые, а секции 2 и 4 являются их зеркальным отражением. Трубчатая печь установлена на открытой площадке, является радиантно-конвективной, узкокамерной, коробчатой с горизонтальным расположением труб радиантного и конвективного змеевиков со встроенным пароперегревателем и с верхним отводом дымовых газов в дымоход.

Радиантная камера имеет горизонтальную систему змеевиков. Трубы расположены на подвесках, закрепленных на стенах печи. Тем самым обеспечивается заданная структура теплового потока и хорошая равномерность температуры в пределах периметра труб и максимальная занятость радиантного пространства печи трубами. Конвективный змеевик секции печи выполнен горизонтальным, двухпоточным, из оребренных труб, размещенных в шахматном порядке. Змеевик пароперегревателя секции печи расположен в камере конвекции в рассечку с сырьевым змеевиком и также выполнен горизонтальным и однопоточным.

Нагрев печи осуществляется с помощью размещенных в поде печи десяти дутьевых горелок с принудительной подачей подогретого воздуха от системы воздухоподогрева печи Н-2001/1,2,3,4. Продукты сгорания проходят радиантные и конвективные камеры и направляются по дымоходам в воздухоподогреватель и далее в отдельно стоящую дымовую трубу. На каждой секции печи установлено по одному шиберу с пневмоприводом, с ручным и автоматическим управлением.

Боковые стены и своды камер радиации облицованы матами из керамического волокна с плотностями равными 96 кг/м3, 128 кг/м3, 160 кг/м3. Вся остальная футеровка выполнена из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе. Ретурбентные камеры конвекции теплоизолированы матами минераловатными прошивными. Перекидки между камерами конвекции и радиации облицованы муллитокремнеземистым войлоком и покрыты оцинковочным листом. Структура футеровки, режим сушки футеровки, каркас печи и система пожаротушения аналогичны рассмотренным выше.

Обезвоженная и обессоленная на установке ЭЛОУ АВТ нефть нагревается и разделяется на фракции в ректификационных колоннах.

Трубчатые печи, не герметичность технологического оборудования (неорганизованные источники) являются основными источниками загрязнения воздуха. При сжигании жидкого или газообразного топлива в составе продуктов горения содержатся углеводороды, сажа, оксиды азота, оксид углерода, бенз(а) пирен, сероводород и т.д. Перечень загрязняющих веществ от дымовых газов технологических печей АВТ, значения их предельно допустимых концентраций (ПДК), класс опасности и выбросы (г/сек, т/год) представлены в таблице 1.

газовый выброс печь атмосферный

Таблица 1. Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу от технологических печей АВТ

Наименование

загрязняющего

вещества

Код

загрязняющего

вещества

ПДКм.р.,

мг/м3

ПДКс.с.,

мг/м3

ОБУВ

мг/м3

Класс

опасности

Выбросы загрязняющих

веществ

г/сек

т/год

Азота диоксид

0301

0,2

0,04

-

3

13,8676

141,2743

Азота оксид

0304

0,4

0,06

-

3

3,3696

35,0936

Углерода оксид

0337

5,0

3,00

-

4

19,4864

262,0162

Серы диоксид

0330

0,5

0,05

-

3

8,8614

107,0010

Бенз(а) пирен

0703

-

1,000

-

1

0,00000936

0,0000793

Сажа

0328

0,15

0,05

-

3

0,8811

5,8854

Всего

-

-

-

-

-

46,46610936

551,2705793

Примечание - ПДКм.р. - предельно допустимая концентрация максимальная разовая; ПДКс.с. - предельно допустимая концентрация среднесуточная; ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия вещества

Анализ атмосферного воздуха в выбросах печи (таблицы 2 и 3) выполнен по методике ПНД Ф 13.1:2.22-98 «Количественный химический анализ атмосферного воздуха и выбросов в атмосферу. Методика выполнения измерений объемных долей водорода, кислорода, азота, метана, оксида и диоксида углерода в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах методом газовой хроматографии». По данной методике проводится определение объемной доли водорода, кислорода, азота, метана, оксида и диоксида углерода в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах (дымовых газах нагревательных печей, выбросах газомоторных компрессоров, реакторов каталитических процессов и т.п.).

Диапазон измерений объемной доли определяемых компонентов, %

водород

от 0,1 до 1,0 вкл.

кислород

от 1,0 до 21 вкл.

азот

от 70 до 90 вкл.

метан

от 0,05 до 10 вкл.

оксид углерода

от 0,05 до 10 вкл.

диоксид углерода

от 0,3 до 5,0 вкл.

Таблица 2. Условия испытаний (замер 1) 12.10.2016 г.

Место отбора

ЭЛОУ-АВТ-12, труба печи

Способ отбора пробы

шприц

Температура

21,6 ?С

Атмосферное давление

759 мм рт ст

Влажность

55%

Метод отбора проб

ПНД Ф 12.1.1-99

Методика выполнения измерений

ПНД Ф 13.1:2.22-98

Наименование точки отбора

О2, %

N2, %

CO, %

Коэффициент

избытка

воздуха (б)

H-1001/1

5,25±0,89

78,92±13,4

<0,05

1,33

H-1001/2

5,36±0,91

79,37±13,5

<0,05

1,34

H-2001/1

9,24±1,57

79,16±12,9

<0,05

1,84

H-2001/2

9,79±1,66

76,20±13,0

<0,05

1,93

H-2001/3

9,48±1,61

75,95±12,9

<0,05

1,88

H-2001/4

8,06±1,37

76,73±13,0

<0,05

1,65

Таблица 3. Условия испытаний (замер 2) 19.10.2016 г.

Место отбора

ЭЛОУ-АВТ-12, труба печи

Способ отбора пробы

шприц

Температура

22,0 ?С

Атмосферное давление

765 мм рт ст

Влажность

38%

Метод отбора проб

ПНД Ф 12.1.1-99

Методика выполнения измерений

ПНД Ф 13.1:2.22-98

Наименование точки отбора

О2, %

N2, %

CO, %

Коэффициент

избытка воздуха (б)

H-1001/1

5,22±0,89

81,08±13,8

<0,05

1,32

H-1001/2

5,83±0,99

80,16±13,6

<0,05

1,38

H-2001/1

6,33±1,08

78,03±13,3

<0,05

1,44

H-2001/2

7,06±1,20

78,80±13,4

<0,05

1,51

H-2001/3

6,28±1,07

79,13±13,5

<0,05

1,43

H-2001/4

3,70±0,63

79,85±13,6

<0,05

1,21

Анализ результатов количественного химического состава (таблицы 2 и 3) показал, что содержание оксида углерода в выбросах менее 0,05%, что соответствует нормам. Оксид углерода (угарный газ) попадает в атмосферный воздух при любых видах горения. Он обладает способностью активно связываться с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, и блокирует передачу кислорода тканевым клеткам. Это приводит к гипоксии. Оксид углерода нарушает биохимическое равновесие в тканях. Азот относится к инертным газам. И хотя не является токсичным, но когда его больше 84%, то люди не могут действовать адекватно. А при концентрации азота в 94% смерть вероятна через несколько вдохов [3].

Вывод. Количественный химический анализ выбросов печи ЭЛОУ АВТ показал, что содержание компонентов О2, N2, СО в выбросах соответствует нормативным показателям.

Список литературы

1. Бондалетова Л.И. Промышленная экология: учеб. пособие / Л.И. Бондалетова, В.Г. Бондалетов. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. - 247 с.

2. Ввод в эксплуатацию на Туапсинском НПЗ самой мощной российской установки первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ-12 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.omz-izhora.ru/about/proekty-sobytiya-daty/? ELEMENT_ID=687 (дата обращения: 3.12.2016).

3. Азот-опасность и защита

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее