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

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

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

Примечание - ПДК_м.р. - предельно допустимая концентрация максимальная разовая; ПДК_с.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, %

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

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

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

http://sache.org/beacon/files/2012/06/ru/read/2012-06-Beacon-Russian-s.pdf

Размещено на Allbest.ru