Утилизация нефтешламов резервуарного типа в изоляционный композит на основе серы для полигонов хранения промышленных и бытовых отходов

• Автор: Колобова, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Обобщение теории и практики утилизации отходов нефтепереработки в России и за рубежом

1.1 Влияние нефтяной отрасли на окружающую среду

1.2 Образование и использование отходов в России и за рубежом

1.3 Обзор отходов нефтеперерабатывающей промышленности и

способов их обезвреживания

1.3.1 Обзор источников образования нефтешламов и способов их

утилизации

1.3.2 Свойства технической серы и композитов на её основе

1.4 Устройство полигонов хранения промышленных и бытовых отходов
Выводы по разделу
2 Объекты и методы исследования, применяемые материалы и методики
2.1 Объекты исследования, применяемые материалы
2.1.1. Характеристики нефтешламов резервуарного типа
2.1.2. Характеристики технической серы
2.1.3. Характеристики модификаторов
2.2. Методы исследований и аппаратура
2.2.1. Определение физических и токсикологических свойств нефтешламов резервуарного типа
2.2.2. Определение физико-механических и эксплуатационных характеристик материалов
2.2.3 Методики проведения эксперимента и математической обработки экспериментальных данных
3 Результаты исследований и их обсуждение

3.1 Исследование физических и токсикологических свойств неф-тешламов резервуарного типа
3.2 Исследование физико-механических и токсикологических
свойств композитов на основе серы
Выводы по разделу
4 Разработка технологических решений и технико-экономическое обоснование технологии утилизации нефтешламов резервуарного типа
4.1 Разработка технологии изготовления композитов на основе серы
4.2 Эксплуатационные характеристики полученных композитов на основе серы и их анализ.................................... 4' ’
4.3 Технико-экономическое обоснование технологии утилизации нефтешламов резервуарного типа
4.4 Обоснование предложенной технологии утилизации нефтешламов резервуарного типа как компоненты системы управления отходами нефтехимических предприятий
Выводы по разделу
Основные результаты и выводы по работе
Литература
Приложение. Акты внедрения результатов диссертационного исследования
Введение
Актуальность темы. Нефтесодержащие отходы образуются на всех этапах добычи и переработки нефти и являются наиболее крупнотоннажными промышленными отходами, оказывающими существенное негативное воздействие на окружающую природную среду (ОПС). Сера в нефти содержится в виде элементной серы, сероводорода, меркаптанов, сульфидов (теоэфиры) и дисульфидов (дитио-эфиры), циклических соединений и их гомологов. Значительное количество серы образуется как побочный продукт переработки нефти. На сегодняшний день производство серы в России значительно превышает её потребление.
Сложившаяся на сегодняшний день в России ситуация в области обращения с отходами может привести к опасному загрязнению окружающей среды и создать реальную угрозу здоровью населения. Из общего объема образуемых отходов (60 млн. тонн) только 4-5% указанного объема вовлекаются в переработку, а остальная часть в дальнейшем размещается на полигонах и свалках. Количество специально обустроенных мест под размещение отходов - полигонов отходов производства и потребления в целом по стране меньше, чем установленные ежегодные нормы накопления отходов. В процессе эксплуатации полигона в результате перегнивания биологических остатков и попадания на поверхность отходов атмосферных осадков в свалочном теле образуются фильтрат (жидкая фракция) и биогаз (газообразная фракция). В связи с этим одним из основных конструктивных элементов сооружения являются защитные экраны основания полигона, выполняющие важнейшую природоохранную функцию. В конструкциях защитных экранов принято использовать не менее двух функционально дублирующих друг друга слоев, обеспечивающих гарантию эксплуатационной надежности. Это функциональное дублирование обусловлено тем, что надежность природных геологических барьеров нельзя гарантировать. Для грунтов, характеризующихся коэффициентом фильтрации менее 10’7 см/с, необходимо предусматривать устройство искусственных непроницаемых экранов. В существующих рекомендациях по

ских и санитарно-гигиенических требований к сырью и изготавливаемой
продукции [92].
Экологическая модернизация принципов утилизации отходов предполагает не только взаимодействие традиционных способов управления отходами и мероприятий по сокращению их количества, вторичной переработки и утилизации, но и контроль, оценку экологической безопасности отходов и продуктов утилизации [14].
Поскольку нефтешламы (в том числе резервуарного типа) содержат в своем составе активную органическую часть (нефтепродукты), способную модифицировать большую часть известных вяжущих, минеральную часть, которая может выступать эффективным наполнителем для получения композиционных материалов с требуемыми свойствами, становится возможным использовать нефтешламы резервуарного типа в качестве компонента для изготовления композитов.
1.3.2 Свойства технической серы н композитов на её основе
Содержание сернистых соединений в нефтях составляет до 7-9% по массе. Сера в нефти содержится в виде: элементной серы, сероводорода, меркаптанов, сульфидов (теоэфиры) и дисульфидов (дитиоэфиры), циклических соединений и их гомологов [2].
Сера и её соединения содержатся в нефтях в растворенном состоянии, причем содержание меркаптановой серы составляет 15% массовых частей от её общего содержания. В бензиновых фракциях сосредоточены меркаптаны, в бензиновых и легроино-керосиновых - сульфиды, в керосино-газойлевых фракциях -дисульфиды. В сырой нефти сера преобладает в меркаптанах, сульфидах и дисульфидах (рисунок 1.9), а после термической обработки входит в состав ароматических гетероциклических соединений (рисунок 1.10) [109].
Пыль серы относится к взрывоопасным веществам, но для взрыва необходима концентрация пыли 20 г/м3. С воздухом пары серы образуют взрывчатую смесь. При горении серы образуется слабосветящееся пламя высотой до 5 м, а температура пламени составляет 1820 °С.