Введение к работе
Актуальность темы. Качество воды оборотных систем является важным фактором, определяющим стабильность работы технологических установок. Изменение качества воды оборотных систем может привести к выходу из строя не только нефтеперерабатывающих установок, но и сооружений очистки сточных вод предприятий. Эт связано с тем, что в случае формирования неудовлетворительного качества оборотом воды производят замену охлаждающего агента в оборотной системе. Это приводит к выносу на локальные и биологические сооружения огромных количеств окислов железа, взвешенных веществ, сульфатов и нефтепродуктов. Поэтому важнейшей задачей технологов и инженеров водного хозяйства нефтеперерабатывающих заводов является разработка системы мер по поддержанию стабильного качества оборотной воды cooi-ветствующего технологическим требованиям.
На протяжении 30-35 лет в блоках оборотного водоснабжения ряда нефтеперерабатывающих заводов регистрируется самопроизвольное понижение рН оборотной воды до 4,0-3,0. Наряду с понижением рН было отмечено повышение содержания сульфатов в оборотной воде до 500 мг/л при среднем значении за год около 150 мг/л. Понижение рН в оборотной воде приводит к резкой интенсификации коррозионного процесса, который сопровождается глобальным увеличением содержания железа и его окислов в оборотной воде.
Природа таких явлений в практике работы нефтеперерабатывающих предприятий не изучена и представляет большой научный и практический интерес. Поскольку аварийные ситуации, вызванные ухудшением качества оборотной воды связаны с образованием серной кислоты, понятно, что эти явления обусловлены превращением серы и ее соединений.
Целью настоящей работы является изучение протекающих в оборотных системах нефтепереработки химических и биохимических процессов с участием серы и ее соединений для разработки инженерных решений по стабилизации качества воды.
Научная новизна.
-
Впервые в составе оборотной воды нефтеперерабатывающего завода обнаружено присутствие элементарной серы в концентрациях до 50 мг/л.
-
Установлено, что элементарная сера является основным исходным веществом для образования серной кислоты в оборотной системе, которая является причи-
ной возникновения аварийной ситу; .Ции,- ' -'''^'^ЛЬПАЯ
' stKA
г"Т'»#т/уу
-
Показано, что в воде оборотных систем присутствуют сероокисляющие микроорганизмы: бактерии ТБ Thioparus sp , серобактерии рода Beggiatoa sp и Thiothnx sp. Наиболее распространенными являются бактерии ТБ Thioparus sp, количество которых может достигать 5,2-Ю7 кл/мл
-
Показано, что окисление элементарной серы до серной кислоты может протекать, как химическим путем, так и посредством сероокисляющих микроорганизмов Серосодержащие органические соединения окисляются только биохимическим путем. Разработана схема превращений серы и ее соединений в воде оборотных систем нефтепереработки.
-
Выявлено в качестве основного фактора, определяющего стабильность работы оборотных систем, соотношение концентрации элементарной серы и щелочности [HCOJ]/[S].
-
Разработан ряд технологических мероприятий, направленных на поддержание стабильности работы оборотных систем.
Практическая значимость и реализация работы.
-
Установлены причины возникновения аварийных ситуаций в оборотных системах в нефтепереработке, связанной с образованием серной кислоты в оборотной воде.
-
Выданы рекомендации по совершенствованию плана-графика химико-технологического контроля, позволяющего определять критические предаварий-ные состояния оборотных систем.
-
Разработаны мероприятия позволяют предотвращать залповые сбросы загрязняющих веществ при смене оборотной воды в процессе ликвидации аварийных ситуаций на блоках оборотного водоснабжения.
-
Комплекс проведенных исследований позволяет разработать систему поддержания стабильности качества воды оборотных систем, обеспечивающую нормальную работу технологических установок в нефтепереработке.
Автор выносит на защиту.
результаты исследования химического и микробиологического состава воды оборотных систем;
результаты исследований окисления серы и ее соединений растворенным кислородом;
схему превращений серы и ее соединений в оборотной воде нефтеперерабаты-
з вающих заводов;
— шкалу состояний оборотной системы в зависимости от соотношения концентра
ций серы и щелочности;
- систему мероприятий по поддержанию стабильности работы.
Обоснованность и достоверность научных положении, выводов и рекомен
даций. Научные разработки построены на результатах анализа многочисленных техно
логических экспериментов, произведенных в лабораторных и промышленных услови
ях. В работе для решения поставленных задач использовали современные физико-
химические методы исследования и анализа.
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на региональных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика» г. Самара за 2003-2004 г.
Публикации по результатам исследований. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 123 листах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, списка литературы из 111 наименований, содержит 17 рисунков, 18 таблиц и приложения.
