Номер 7, страница 125 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

7. Каковы основные направления охраны окружающей среды при нефтепереработке?

Нефтепереработка является одним из ключевых секторов промышленности, но сопряжена со значительным воздействием на окружающую среду. Основные направления охраны окружающей среды при нефтепереработке можно сгруппировать по компонентам природной среды, подвергающимся воздействию.

1. Охрана атмосферного воздуха

Выбросы в атмосферу являются одним из главных факторов негативного воздействия нефтеперерабатывающих заводов (НПЗ).

• Источники загрязнения: технологические печи, факельные установки для сжигания избыточных газов, установки каталитического крекинга и риформинга, резервуарные парки (испарения), операции по наливу нефтепродуктов.
• Основные загрязнители: оксиды серы ($SO_x$), оксиды азота ($NO_x$), оксид углерода ($CO$), летучие органические соединения (ЛОС), сероводород ($H_2S$), мелкодисперсные частицы (пыль, сажа).
• Меры по защите:
  • Снижение выбросов $SO_x$: использование малосернистой нефти, гидроочистка нефтепродуктов для удаления серы, строительство установок по производству серы (процесс Клауса), которые утилизируют сероводород из технологических газов.
  • Снижение выбросов $NO_x$: применение горелок с низким образованием оксидов азота, внедрение технологий селективного каталитического (SCR) и некаталитического (SNCR) восстановления.
  • Контроль выбросов ЛОС: оснащение резервуаров для хранения нефти и светлых нефтепродуктов понтонами или плавающими крышами, внедрение систем улавливания и рекуперации паров на пунктах налива, реализация программ по обнаружению и устранению утечек (LDAR).
  • Сокращение факельного сжигания: внедрение систем утилизации факельных газов, позволяющих возвращать углеводороды обратно в производственный цикл.
  • Очистка от твердых частиц: установка электростатических фильтров, рукавных фильтров и скрубберов для улавливания пыли и сажи.
  • Автоматизированный мониторинг: оснащение источников выбросов автоматическими системами контроля, которые позволяют отслеживать концентрации загрязняющих веществ в режиме реального времени.

Ответ: Основные направления охраны атмосферного воздуха на НПЗ включают очистку топлив от серы, подавление образования оксидов азота, улавливание летучих органических соединений, утилизацию факельных газов и постоянный мониторинг выбросов.

2. Охрана водных ресурсов

НПЗ потребляют большие объемы воды и образуют значительное количество промышленных сточных вод.

• Источники загрязнения: технологические стоки (содержат нефтепродукты, фенолы, сульфиды, аммиак), вода из систем охлаждения, ливневые стоки с загрязненной территории завода.
• Основные загрязнители: нефтепродукты, взвешенные вещества, фенолы, сульфиды, ионы аммония, тяжелые металлы.
• Меры по защите:
  • Многоступенчатая очистка сточных вод: создание современных очистных сооружений, включающих:
    • Механическую очистку: удаление крупных примесей, нефтепродуктов и взвешенных веществ в нефтеловушках и отстойниках.
    • Физико-химическую очистку: флотация и коагуляция для удаления эмульгированных нефтепродуктов и тонкодисперсных частиц.
    • Биологическую очистку: использование микроорганизмов в аэротенках для разложения растворенных органических загрязнителей.
    • Доочистку: применение мембранных технологий (ультра- и нанофильтрация, обратный осмос) и сорбции на активном угле для достижения высоких стандартов качества очищенной воды.
  • Внедрение систем замкнутого водооборота: максимальное повторное использование очищенной воды в технологических процессах (например, для подпитки систем охлаждения), что снижает потребление свежей воды и объем сбрасываемых стоков.
  • Разделение потоков сточных вод: организация раздельного сбора и очистки промышленных, ливневых и хозяйственно-бытовых стоков для повышения эффективности очистки.
  • Предотвращение разливов: обвалование (создание защитных дамб) вокруг резервуаров и технологических установок для локализации возможных разливов нефтепродуктов.

Ответ: Ключевые направления защиты водных ресурсов — это строительство и модернизация многоступенчатых очистных сооружений, создание замкнутых систем водопользования для минимизации сбросов, а также предотвращение аварийных разливов нефтепродуктов.

3. Обращение с отходами производства и потребления

Деятельность НПЗ связана с образованием различных видов твердых и пастообразных отходов.

• Основные виды отходов: отработанные катализаторы, нефтешламы (осадки со дна резервуаров, из нефтеловушек), кислые гудроны, отработанные сорбенты и масла.
• Меры по защите:
  • Минимизация образования отходов: совершенствование технологий с целью уменьшения количества образующихся отходов на единицу продукции.
  • Переработка и утилизация:
    • Регенерация отработанных катализаторов для их повторного использования.
    • Извлечение углеводородов из нефтешламов с помощью центрифугирования, термической десорбции или экстракции.
    • Переработка кислых гудронов в битум или другие товарные продукты.
    • Использование отходов в качестве вторичного сырья или топлива (при соблюдении экологических норм).
  • Безопасное размещение: обезвреживание и захоронение на специализированных полигонах тех отходов, которые не подлежат переработке. Применяются методы стабилизации и отверждения для снижения их опасности.

Ответ: Основными направлениями в сфере обращения с отходами являются предотвращение их образования, максимальное вовлечение во вторичный оборот (переработка и утилизация), а также безопасное обезвреживание и захоронение неперерабатываемых остатков.

4. Повышение энергоэффективности и снижение воздействия на климат

Нефтепереработка — энергоемкое производство, связанное со значительными выбросами парниковых газов, в первую очередь диоксида углерода ($CO_2$).

• Источники выбросов: сжигание топлива (природный и нефтезаводской газ, мазут) в технологических печах и котлах для выработки тепла и электроэнергии.
• Меры по защите:
  • Энергосбережение: оптимизация тепловых схем завода (пинч-анализ) для максимальной рекуперации тепла, применение современного энергоэффективного оборудования (насосы, компрессоры), теплоизоляция оборудования и трубопроводов.
  • Когенерация: строительство собственных электростанций (газотурбинных или парогазовых установок), которые одновременно вырабатывают электрическую и тепловую энергию, что значительно эффективнее раздельного производства.
  • Утилизация тепла дымовых газов: установка котлов-утилизаторов для выработки пара за счет тепла уходящих газов печей.
  • Снижение выбросов метана: реализация программ по контролю и сокращению неорганизованных выбросов метана, который является сильным парниковым газом.

Ответ: Направления по снижению климатического воздействия включают повышение общей энергоэффективности производства, внедрение когенерационных установок, максимальную утилизацию вторичных энергоресурсов и контроль за выбросами парниковых газов.