Введение к работе
Актуальность работы. Одной из существенных проблем в рыбной отрасли является рациональная переработка и использование жировых отходов. Сточные воды многих рыбоперерабатывающих предприятий (особенно жиропроизводства) содержат значительное количество жировых компонентов, находящихся в эмульгированном состоянии. Очистка указанных стоков приводит к образованию побочных продуктов, называемых пено- и жиромассами, которые подвергают захоронению на специальных полигонах. Это наносит серьезный ущерб природе и является крайне убыточным мероприятием.
В процессе производства рыбного жира на стадии рафинации технических полуфабрикатов образуются значительные объемы жидких отходов – соапстоков. Указанные отходы сбрасывают в объединенный сток жиропроизводства, что приводит к потере значительного количества ценных компонентов, которые могли бы стать для рыбной промышленности вторичными сырьевыми ресурсами.
Необходима разработка новых экологически безопасных и экономически выгодных технологий утилизации указанных отходов. Одним из возможных направлений утилизации жировых отходов является использование их в качестве смазочного компонента буровых растворов при добыче нефти и газа.
В последние годы смазочные добавки для буровых растворов из разряда вспомогательных веществ специального назначения, как они ранее классифицировались, уверенно переходят в состав основных реагентов. В первую очередь это вызвано тем, что для бурения наклонных, сильно искривленных и горизонтальных скважин, где потенциально велики энергозатраты на преодоление силы трения колонны труб о стенки скважины, огромное значение придается смазывающей способности буровых растворов.
Так, при рассмотрении основных функций бурового раствора (вынос шлама, сохранение устойчивости стенок скважины, фильтрация и другие), его смазывающая способность по степени важности отнесена к наиболее важной.
Повышенным требованиям экологической безопасности материалов, используемых в бурении, особенно при освоении морских месторождений, в большей степени соответствуют смазочные добавки на основе природных веществ – растительных масел, животных жиров, жиросодержащих отходов. Объемы потребления экологически безопасных смазочных добавок постоянно растут и требуют расширения сырьевой базы для их производства.
Цель и задачи. Целью настоящего исследования является разработка научно обоснованной технологии утилизации жировых отходов рыбоперерабатывающих производств в смазочный компонент бурового раствора.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
-
разработать способ утилизации жировых отходов (жиропеномассы и соапстока) в смазочный компонент бурового раствора;
-
обосновать близкие к оптимальным параметры процессов получения и использования смазочных композиций на основе жировых отходов;
-
изучить триботехнические, технологические и поверхностно-активные свойства, а также экологическую безопасность разработанных смазочных композиций;
-
апробировать смазочные композиции на основе жировых отходов в качестве смазочного компонента бурового раствора;
-
разработать нормативную документацию (ТИ и ТУ) на предложенную технологию переработки и использования жировых отходов;
-
обосновать технические требования к оборудованию для аппаратурного оформления процессов переработки жировых отходов;
-
определить экономическую эффективность предложенной технологии.
Научная новизна.
Научно обоснованы принципы создания технологии утилизации жировых отходов рыбоперерабатывающих производств (жиропеномассы и соапстока) в смазочный компонент бурового раствора.
Определены близкие к оптимальным технологические параметры (соотношение «омыляющий агент : жиропеномасса», количество смазочного компонента вводимого в буровой раствор) процессов получения и использования смазочных композиций на основе жировых отходов.
Произведена оценка уровня экологической безопасности смазочной композиции на основе жиропеномассы.
Доказана возможность использования смазочной композиции на основе жиропеномассы в качестве смазочного компонента бурового раствора при освоении морских нефтегазовых месторождений.
Практическая значимость работы и реализация результатов. На основании проведенных исследований разработана технология утилизации жировых отходов рыбоперерабатывающих производств (жиропеномассы и соапстока) в смазочный компонент бурового раствора. Новизна предложенной смазочной композиции подтверждена патентом РФ.
Разработана, согласована с потребителем и утверждена нормативная документация: технические условия (ТУ 9281-001-71892692-06) и технологическая инструкция (ТИ) на новый технический продукт «Модифицированные отходы рыбного жира (МОРЖ)», инструкция по применению и приготовлению смазочной добавки на основе отхода производства рыбного жира (МОРЖ).
Разработан и утвержден эколого-рыбохозяйственный норматив для модифицированных отходов рыбного жира (МОРЖ), как компонента бурового раствора при освоении морских нефтегазовых месторождений.
Определены технические требования к технологическому оборудованию для аппаратурного оформления процесса переработки жиропеномассы в смазочный компонент бурового раствора.
Положения, выносимые на защиту:
-
Технология утилизации жировых отходов рыбоперерабатывающих производств (жиропеномассы и соапстока) в смазочный компонент бурового раствора.
-
Триботехнические, технологические и поверхностно-активные свойства смазочных композиций на основе жировых отходов.
-
Результаты исследований экологической безопасности смазочной композиции на основе жиропеномассы.
-
Результаты промышленных испытаний смазочной композиции на основе жиропеномассы в качестве смазочного компонента бурового раствора.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на Международных научно-практических конференциях «Наука и образование – 2004», «Наука и образование – 2005», «Наука и образование – 2006» (Мурманск, МГТУ), научно-практической конференции «О приоритетных задачах рыбохозяйственной науки в развитии рыбной отрасли России до 2020 года» (Москва, ВНИРО, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, в том числе патент РФ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, списка использованных источников и приложений.
Работа изложена на 118 страницах, содержит 25 таблиц и 15 рисунков. Список литературы включает 198 наименований.
