Вода в нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ)
В зависимости от качества исходной нефти, глубины ее переработки, применяемых катализаторов, а также номенклатуры получаемых товарных продуктов НПЗ делятся на топливные, топливно-масляные и топливно-масляные с нефтехимическими производствами. Технология переработки нефти и имеющиеся в ней различия в зависимости от профиля производства и ассортимента конечных продуктов определяют и отходы заводов. Основные технологические процессы переработки нефти независимо от профиля завода включают: подготовку нефти, ее обезвоживание и обессоливание, атмосферную и вакуумную перегонку; деструктивную переработку (крекинг, гидрогенизацию, изомеризацию); очистку светлых продуктов; получение и очистку масел.
Расход воды, используемой для производственных целей, и объем сточных вод возрастают с глубиной переработки нефти.
Первичным технологическим процессом переработки нефти является прямая ее перегонка на атмосферно-вакуумных трубчатых установках (АВТ) с получением светлых дистиллятов и масляных фракций. Нефть после локальных очистных установок проходит теплообменники, затем подогревается в печи установки АВТ и подается на ректификационную колонну, где происходит разделение нефти. Светлые продукты атмосферной колонны - бензин, керосин и дизельное топливо - охлаждаются и конденсируются в теплообменниках и конденсаторах. Остаток нефтепродуктов из атмосферной колонны поступает через трубчатую печь вакуумной части в вакуумную колонну, где в результате перегонки в вакууме получаются масляные дистилляты и кубовый остаток. При первичной перегонке нефти наблюдается разложение сернистых соединений. Часть из них переходит в светлые дистилляты, а другая часть - в газы и остаток нефтепродуктов.
Вакуум в барометрических конденсаторах смешения вакуумных колонн АВТ по первоначальным проектам создавался путем непосредственного соприкосновения воды с парами нефтепродуктов и газами. В результате отработанная вода загрязнялась парами нефтепродуктов и сероводородом. Барометрические воды конденсаторов смешения установок АВТ составляли до 30% общего количества сточных вод НПЗ.
С точки зрения охраны окружающей среды наиболее перспективным является замена барометрических конденсаторов смешения на конденсаторы поверхностного типа, где соприкосновение воды с нефтепродуктами отсутствует. Эти конденсаторы не требуют создания отдельной системы водоснабжения; для поверхностных конденсаторов пригодна оборотная вода, используемая для водоснабжения установок АВТ. Применение барометрических межступенчатых конденсаторов поверхностного типа на АВТ производительностью 1 млн. т в год позволяет исключить образование 150-200 барометрических вод. Образующийся конденсат (3-5 м3/ч) практически не загрязнен сероводородом. На установках АТ и АВТ первичной переработки нефти удельные расходы воды при внедрении аппаратов поверхностного типа снижаются с 0,75 до 0,19 м3/т. сырья, на установках замедленного коксования - с 7,6 до 1,1 м3/т.
Кроме воды, используемой для охлаждения готовых продуктов при их конденсации в процессе деструктивной переработки нефти, в канализацию сбрасывается и води из водоотделителей. Последняя образуется главным образом в результате конденсации водяного пара, поступающего в аппараты установки, и называется технологическим конденсатом. На современных НПЗ в первой системе канализации около 5-10% расхода составляют сульфидсодержащие технологические конденсаты, образующиеся на установках каталитического крекинга, гидроочистки, замедленного коксования и гидрокрекинга.
Наиболее эффективным способом сокращения водопотребления и водоотведения является внедрение систем оборотного водоснабжения. В настоящее время водооборотные системы внедрены на 90% предприятий отрасли и обеспечивают 88% их производственных потребностей в воде.
Большие расходы охлаждающей воды и низкие коэффициенты упаривания оборотных систем (в среднем 1,2-1,5) приводят к тому, что количество продувочных вод на НПЗ составляет 60-70% общего количества образующихся сточных вод. В связи с этим существенного сокращения водопотребления и водоотведения можно добиться путем повышения кратности циркуляции оборотной воды.